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

 

Блистеринг и отслаивание
Блистеринг и отслаивание

Все члены сборной России получили медали на 30-й Международной биологической олимпиаде для школьников
21 июля в Сегеде (Венгрия) подвели итоги 30-й Международной биологической олимпиады для школьников. Российская сборная на состязании завоевала три серебряные медали и одну бронзовую.

Шесть медалей завоевали российские школьники на 60-й Международной математической олимпиаде
Стали известны итоги 60-й Международной математической олимпиады для школьников, которая проходила в Бате (Великобритания). Российская сборная завоевала две золотые и четыре серебряные медали.

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019. Тезисы доклада Быкова В.А.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

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.