Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Каштан из TiO2 – ядро из анатаза, иглы из рутила (a); настоящий каштан (b).
Микроструктура образцов TiO2: (a) - без SDS (только рутил); (b), (c), (d) - рост концентрации SDS (ядро из анатаза).

Ядра - чистый анатаз

Ключевые слова:  анатаз, диоксид титана, периодика, рутил

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

26 октября 2007

Диоксид титана TiO2 привлекает внимание многих исследователей, так как он может иметь множество применений – оптические материалы, супергидрофобные/супергидрофильные материалы, фотокатализаторы, сенсибилизаторы для солнечных элементов и т.д. В последнее время наиболее интенсивно изучается возможность контроля его морфологии на наноуровне, т.к. она определяет большинство функциональных свойств материалов. Также немаловажным фактором является многообразие различных структур из TiO2, которые не только очень красивы, но и могут пролить свет на процессы роста кристаллов, механизмы образования двух модификаций диоксида титана – рутила и анатаза. А уж понимание этих механизмов несомненно окажется полезным для практических разработок.

Исследователи из Японии сообщают о получении микрокаштанов из TiO2, сердцевина которых является октаэдром со структурой анатаза, а иглы имеют структуру рутила и растут вдоль оси [001] (рис. 1). Такие образования были получены гидротермальным методом из водного раствора хлорида титана (III) и додецилсульфата натрия (sodium dodecyl sulfate, SDS).

Столь интересная морфология связана именно с присутствием SDS, т.к. без него в аналогичных условиях образуются только прямоугольные параллелепипеды рутила (рис. 2). При малой концентрации SDS на гранях анатазного октаэдра образуются тонкие иглы рутила, и при ее увеличении обе фазы образуют октаэдры.

Ученые установили, что октаэдры из анатаза являются монокристаллами. Это сильно противоречит теоретическим представлениям, т.к. анатаз является метастабильной фазой и должен трансформироваться в рутил при размере частиц более нескольких десятков нанометров.

Было предложено следующее объяснение. Так как в качестве исходного реагента используется Ti(III), а не Ti(IV), как это обычно происходит, то скорость образования диоксида титана заметно снижена. Это приводит к малому пересыщению раствора и преобладанию процессов гетерогенного зародышеобразования. Кроме того, в результате гидролиза SDS образуются сульфат-ионы, которые изменяют поверхностную энергию растущего кристалла и способствуют образованию анатаза. Распал SDS протекает постепенно, что определяет равновесную октаэдрическую форму кристалла. При увеличении кристаллов малых количеств сульфат-ионов уже не хватает для адсорбции по всей поверхности, и поэтому образуются иглы рутила.

Работа «One-Step Synthesis of Nano–Micro Chestnut TiO2 with Rutile Nanopins on the Microanatase Octahedron» (DOI: 10.1021/nn700136n) будет опубликована в журнале ACS Nano.


Источник: ACS Publications



Комментарии
Трусов Л. А., 30 октября 2007 01:52 
ой, какие милашки!
Метастабильность анатаза в мировой литературе сильно преувеличена
Коштял Юрий Михайлович, 30 октября 2007 20:58 
Действительно, с нестабильностью анатаза они как-то переборщили =)), может быть забыли указать температуры при которых фаза анатаза не устойчива?

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

 

Наночерепица
Наночерепица

Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»
Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ”
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ” 5-9 августа 2019 года в Новосибирске

I МОСКОВСКАЯ ОСЕННЯЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ПЕРОВСКИТНОЙ ФОТОВОЛЬТАИКЕ
14-15 октября 2019 года состоится школа - конференция молодых ученых - I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019).

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.