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

 

Золотое руно
Золотое руно

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.

II Всероссийский химический диктант пройдет 18 мая 2019 года
В 2019 году периодическому закону Дмитрия Менделеева исполнится 150 лет! В честь великого открытия этот год объявлен Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Одним из наиболее ярких событий, приуроченных к этому году, станет II Всероссийский химический диктант, который пройдет 18 мая и который в этом году выходит на международный уровень. Мероприятие было анонсировано в рамках церемонии открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов 29 января 2019 года в Париже, в штаб-квартире ЮНЕСКО.

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.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

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.