Последнее время оксиды редкоземельных металлов представляют большой интерес для исследователей. Пожалуй, самый часто используемый из них – диоксид церия. Он обладает химической стабильностью и высокой кислородной проводимостью. Одна из наиболее перспективных областей применения СеО
2–трехмаршрутный катализ.
Чтобы быть эффективным катализатором, материал должен иметь большую удельную поверхность, которой обладают, например, нанотрубки. Однако получение нанотрубок всегда являлось достаточно сложной задачей.
Сотрудники Университета Палермо (Universit`a di Palermo) предложили одностадийный метод синтеза нанотрубок диоксида церия, основанный на темплатном электрохимическом осаждении. В качестве темплата использовались мембраны анодированного алюминия толщиной 60 μм. Чтобы сделать поверхность мембраны электропроводной, на одну сторону наносился тонкий слой золота. Небольшой кусок мембраны помещался на алюминиевую подложку с помощью проводящей пасты, активная поверхность была ограничена изолирующим лаком. Чтобы достичь гомогенного роста наноструктур по всей поверхности электролита, перед тем, как начать процесс осаждения, образец в течение двух часов выдерживали в растворе хлорида церия (III) в абсолютном этаноле. Осаждение проводили при комнатной температуре и напряжении 10 В.
Синтезированные нанотрубки представляют собой поликристаллические структуры с размером зерна приблизительно 3 нм. Внешний диаметр трубок соответствует диаметру пор в использовавшемся темплате и составляет ~210 нм; толщина стенки – 31 ± 3 нм; длина определяется длительностью синтеза и за 1 ч достигает 60 μм, то есть за это время каналы мембраны заполняются по все своей длине. Для изучения кинетики процесса были проведены синтезы различной длительности, которые показали, что нанотрубки растут с практически постоянной скоростью 1 μм/мин.
Таким образом, впервые нанотрубки СеО
2 были получены в одну стадию с помощью темплатного осаждения из безводного раствора электролита без дополнительной термической обработки. Рамановская спектроскопия образцов показала их пригодность для использования в катализе.
.