Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Изображение УНТ, легированной Pt, в просвечивающем электронном микроскопе высокого разрешения
ПЭМ - изображение Pt/УНТ

Новый функциональный материал - декорированные нанотрубки

Ключевые слова:  нанокомпозиты, периодика, углеродные нанотрубки

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

12 марта 2007

Углеродные нанотрубки (УНТ) и нановолокна, декорированные наночастицами благородных металлов, являются объектом как фундаментальных, так и прикладных исследований. Работы по их синтезу и изучению свойств особенно активно ведутся в лабораториях США, Китая, Кореи, Тайваня, Сингапура, Японии. Действительно, сочетание уникальных свойств наноструктурных подложек и наночастиц позволяет эффективно использовать такие композитные материалы в наноэлектронике, в качестве катализаторов, химических сенсоров, сорбентов водорода. Особый интерес представляет создание электрокатализаторов для топливных элементов нового поколения. Для получения этих композитных наноструктур чаще всего используют так называемые методы мокрой химии. Однако предлагают и новые пути. Так, американские исследователи разработали контролируемый метод «сборки» с использованием силы электростатического поля (ESFDAelectrostatic force directed assembly). Он основан на создании потока заряженных наночастиц, осаждаемых на одностенные и многостенные углеродные нанотрубки (УНТ), размещенные на медной сетке, к которой приложено напряжение постоянного тока. В процессе можно контролировать плотность упаковки наночастиц на поверхности УНТ, а также добиваться осаждения частиц нужного размера. Более того, метод позволяет наносить смесь металлических и полупроводниковых наночастиц (авторы показали это на примере SnO2 и Ag), и не только на УНТ, но и на нанопроволоках, наностержнях, более крупных частицах. Китайские (Ocean Univ. China, Inst. Seawater Desalination and Multipurpose Utilization и Tianjin Univ.) исследователи предлагают весьма оригинальный вариант темплатного-метода, широко применяемого в синтезе УНТ (с использованием анодного оксида алюминия). Вместо того, чтобы, как обычно, синтезировать УНТ в нанопорах, а потом наносить на них металл, используя, например, раствор прекурсора металла (темплат, как известно, может быть удален с помощью щелочной обработки), они сначала декорировали внутреннюю поверхность пор наночастицами платины. Для этого темплейт погружали в раствор H2PtCl6, после чего проводили соответствующую термообработку. Таким образом, дисперсность и размер наночастиц Pt были определены до синтеза нанотрубок. Нанотрубки в в порах синтезировали модифицированным (применением коронного разряда) CVD методом. Были получены нанотрубки с равномерно распределенными на внешней поверхности наночастицами платины размером ~ 5нм. Тем не менее, наиболее распространенными по-прежнему являются химические методы, когда прекурсор металла осаждают на поверхность УНТ, а затем переводят в наночастицы металла с помощью восстановителя. В некоторых работах применяют электрохимическое восстановление – так, в Pt-наночастицы формировали на одностенных УНТ и фуллеренах путем электроосаждения в растворе H2PtCl6. При использовании этих методов важен выбор восстановителя, растворителей. В большинстве случаев требуется предварительная обработка углеродных нанотрубок или нановолокон, в результате которой изначально гидрофобная поверхность делается более доступной для прекурсоров металлов, увеличивается удельная поверхность, образуется большое число функциональных групп, и наночастицы металла распределяются более равномерно. Заметные успехи, достигнутые в последнее время, обусловлены разработкой новых способов функционализации, в частности, в работе американских исследователей (Univ. Arkansas и Pennsylvania State Univ.) с использованием перманганата калия на поверхности УНТ получены наночастицы платины с узким распределением по размерам 2.0-3.5нм. Необходимо отметить, что, поскольку в этой работе нанотрубки были синтезированы CVD методом при сравнительно невысокой температуре (700оС), они имели массу дефектов, и это облегчило образование функциональных групп на их поверхности. Важную роль дефектов в формировании наночастиц платины на УНТ подтверждается рядом работ.

J.Chen et al. Nanotechnology 17, 2891 (2006)

K.Yu et al. Mater.Lett. 61, 97 (2007)

I.Robel et al. Appl.Phys.Lett. 88, 073113 (2006)

J.Xie et al. Smart Mater.Struct. 15, S5 (2006)

J.Chen et al. J.Phys.Chem.B 110, 11775 (2006)

S.-J.Kim et al. Appl.Phys.Lett. 90, 023114 (2007)

Перст (О.Алексеева)

P.S. Интенсивные исследования "углеродной бумаги" с наночастицами платины для создания каталитического слоя топливных элементов проводятся, в частности, в Институте Проблем Химической Физики РАН (г. Черноголовка).


Источник: Перст




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нанодом
Нанодом

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.