Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1.SEM-изображение наноцветков платины, состоящих из нанопроволочек.
Рис.2. a), b) TEM-изображение наноцветков платины; c) дифракция электронов на нанопроволке; d) TEM-изображение высокого разрешения вершины нанопроволки.
Рис.3. TEM-изображение наночастиц платины, полученных при нагревании раствора до 80°C.
Рис.4. TEM и SEM-изображения наноцветков платины при различных временах выдерживания смеси двух растворов: a) 4, b) 8, c) 12 и d) 16 часов.
Рис.5. Схема процесса образования наноцветков платины.
Рис.6 SEM-изображение наноцветков платины, полученных на волокнах углеродной бумаги.
Рис.7. Циклическая вольтамперометрия наноцветков платины, полученных на волокнах углеродной бумаги (сплошная линия), и обычная углеродная бумага (пунктирная линия). Измерения проводились при скорости сканирования 10 мВ/с в безвоздушной H2SO4 при pH 1.

Синтез самособирающихся "наноцветков" платины

Ключевые слова:  наноструктура, нанотехнологии, периодика, платина, топливный элемент, химический источник тока

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

24 февраля 2008

Для получения наноструктур платины обычно применяется восстановление растворов солей Pt(VI) в присутствии органических поверхностно-активных веществ или полимерных стабилизаторов при повышенных температурах. Таким методом получаются нанотрубки и нанопроволка из платины. Однако недавно был разработан простой способ получения наноструктурированной платины из раствора без участия ПАВ, при этом удалось нанести такую наноструктурированную платину на углеродную бумагу – основной кандидат на "должность" каталитического слоя мембран топливных элементов.

Для синтеза использовали реакцию восстановления платины из раствора гексахлорплатиновой кислоты муравьиной кислотой: H2PtCl6 + 2HCOOH → Pt + 6Cl + 6H+ + 2CO2. Растворы этих двух веществ смешали при комнатной температуре и атмосферном давлении и оставили на 16 часов. В результате реакции образовались наноцветки платины (рис.1). На основании данных рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии был сделан вывод о том, что полученные наночастицы образованы из платины. На рисунке 2 представлены данные просвечивающей электронной микроскопии и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Диаметр нанонитей платины составляет около 4 нм. Расстояние между плоскостями <111> составляет 0,225 нм, что хорошо соотносится с результатом для объёмной платины.

Увеличивая температуру реакции, авторы получили агломераты частиц размером несколько нанометров (рис.3). При последовательном увеличении времени реакции от 4 до 16 часов с шагом 4 часа было показано, что сначала образуются агломераты зародышей, из которых начинался рост "лепестков" наноцветка в направлении <111> (рис.4). На рисунке 5 представлена схема образования подобной наноструктуры.

Далее наноцветками платины были покрыты волокна углеродной бумаги (рис.6) и проведены электрохимические исследования (рис.7). Было измерено также зарядовое число (QH) равное 34,5 мКл/см2. Из данных нейтронно-активационного анализа была рассчитана поверхностная плотность платины, равная 0.166 мг/см2. Таким образом, было получено значение 207.9 мКл/(мг Pt), что сопоставимо со значением промышленного электрода ELAT - 205 мКл/(мг Pt). Исходя из формулы SEL = QH/(Qref × поверхностная плотность Pt), была рассчитана электрохимически активная площадь платины на поверхности углеродной бумаги, равная 99 м2/г Соответствующее значение для ELAT электрода составляет 97,6 м2/г, а Qref = 0.21мКл/см2, что соответствует поверхностной плотности платины 1.3*1015 атомов/см2.

Авторы работы уверены в том, что эта разработка найдёт своё применение в топливных элементах и, возможно, других электрохимических устройствах.




Комментарии
название жжОт
Авторское, в смысле, Евгения Алексеевича Смирнова
а что, что-то не так?
Уже так, до этого название было очень длинное
Трусов Л. А., 25 февраля 2008 11:44 
нету драйва. типа, "платиновые наноцветки - материал будущего".
Да нет, не будущего, скорее, енастоящего. Они съедают больше платины и имеют меньшую площадь поверхности наверняка по сравнению с самыми маленькими кластерами. Поэтому в сследованные образцы дороже и менее активны. В - общем, цветочной целесообразности не наблюдается. Но красиво!
Палии Наталия, 25 февраля 2008 16:08 
Наверное, "наноцветы платины", можно было бы заменить на "платиновые фрактальные структуры", но первое название намного поэтичнее; правда в последнем случае можно бы расчитывать на количественную оценку - определение фрактальной размерности.
Граждане, не просветите, как НАА дает поверхностную плотность?
ну можно и фракталами назвать...
смысл работы как я понял заключался в следующем: народ на деньги дженерал моторс разрабатывает наноструктуры для покрытия ими углеродной бумаги...в статье они так и пишут мол, что мы сделали круче промышленного аналога и уменьшении расхода платины...
Евгений Алексеевич: ведь это палка о двух концах...либо по одноатомный слой на поверхности с высокими энергетическими затратами, либо процесс который называется "положи и достань, когда приготовлюсь", разве я не прав?
они показали, что при чуть меньшем расходе платины характеристики чуть выше...
to Knotko:
в статье было следующее "Pt loading"
Neutron activation analysis reveals that the Pt nanoflower loading is
0.166 mg cm–2, giving 207.9 mC (mg Pt)–1...
поправьте меня, если я ошибся!
Так как он будет МЕНЬШЕ при той же эффективности, если у "цветка" меньше доступных мест для оказания каталитической помощи реакции. Разве что он фрактал

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

 

Нановодоросли
Нановодоросли

Какие атомы на ощупь?
В рамках прокта РОСНАНО организован конкурс "Наноразборка" среди научно-позновательных каналов на YouTube.

И в прошлом месяце к нам приезжала в гости команда блоггеров канала "Физика от Побединского". А мы в свою очереди показали наш головной офис и рассказали Побединскому, что такое АСМ и зачем он нужен.

Итоги конкурса научных работ на премии имени академиков А.В. Новоселовой, В.И. Спицына и В.А. Легасова
Подведены итоги конкурса научных работ на премии имени академиков А.В. Новоселовой, В.И. Спицына и В.А. Легасова

Молодежная Школа-семинар "Основы социоинженерии"
Школа-семинар для молодых ученых «Основы социоинженерии» пройдет 21 и 22 мая 2018 г. в Институте проблем управления РАН.

Материалы к защитам квалификационных работ магистров на ФНМ МГУ в 2018 году

22-25 мая 2018 года в аудитории 235 лабораторного корпуса Б пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками ФНМ (начало в 11:00).

Иранская трилогия. Часть 3. Первая Международная наноолимпиада
Нанометр
Рассуждения и фоторепортаж, а также краткий рассказ о самой Первой международной наноолимпиаде в Тегеране, а также о неожиданном расцвете нанотехнологий в Исламской Республике Иран.

Naming story - Alternative version
Kira Efremova, Olga Efremova
Работа призеров III степени Фотоконкурса таблиц Д.И.Менделеева, посвященного Международному году Периодической таблицы химических элементов, XII Интернет-олимпиады по нанотехнологиям Kira Efremova (Windmill Hill Primary School) и Olga Efremova (University of Hull, Cheshire, United Kingdom).

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!

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!



 
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.