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

 

Наноновогодняя открытка-коллаж 2018
Наноновогодняя открытка-коллаж 2018

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.

Пять медалей завоевали российские школьники на Международной физической олимпиаде
Стали известны итоги 50-й Международной физической олимпиады для школьников, которая проходила в Тель-Авиве (Израиль). Российская сборная завоевала в состязаниях 4 золотые и одну серебряную медаль.

Поступление в совместный российско-китайский Университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне
В июле 2019 года в МГУ имени М.В. Ломоносова проходит набор учащихся на программы МГУ, реализуемые в Университете МГУ-ППИ в Шэньчжэне. Поступление в совместный университет – это возможность учиться в самом быстроразвивающемся городе мира на русском языке у ведущих преподавателей МГУ по самым современным программам, получить образование мирового уровня и дипломы сразу двух университетов, овладев китайским языком. Для поступления в совместный университет не требуется владения китайским языком. Прием документов и экзамены проходят на территории МГУ. Абитуриенты имеют право поступать одновременно в МГУ имени М.В. Ломоносова и МГУ-ППИ в Шэньчжэне.

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.