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

 

Наноновогоднее 2014
Наноновогоднее 2014

Дистанционный лекторий ФНМ МГУ
Опубликованы приглашения на 4 интересные лекции онлайн лектория проекта дистанционного образования факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова на ближайшую неделю.

Евгений Кац: Перовскит, загадка названия и история открытия
28 мая 2020 г. в 18:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоится онлайн лекция известного ученого, профессора Евгения Каца (Ben-Gurion University of the Negev) "Перовскит, загадка названия и история открытия", который известен не только своими выдающимися научными достижениями в области химии твердого тела, углеродных наноматериалов, перовскитной фотовольтаики, но и большим вкладом в популяризацию науки.

М.Гретцель "The stunning rise of perovskite solar cells"
28 мая 2020 г. в 19:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоится онлайн лекция всемирно известного ученого, профессора М.Гретцеля (Федеральная политехническая школа Лозанны) "The stunning rise of perovskite solar cells".

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии
Гудилин Е.А., Горбунова Ю.Г., Калмыков С.Н.
Отделение химии и наук о материалах РАН, а также химический факультет и факультет наук о материалах МГУ инициируют реализацию открытого образовательного проекта «Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии». В рамках проекта ведущие ученые, члены Российской и международных Академий, видные представители вузовской науки прочитают тематические образовательные лекции по химии, науках о материалах, современным подходам в биологии и медицине. Видеозаписи лекций будут размещены в открытом доступе и могут быть использованы ВУЗами в основной и дополнительной образовательных программах, а также для самоподготовки и мотивации студентов и аспирантов на будущие научные достижения.

2019-nCoV: очередной коронованный убийца?
Анна Петренко
В статье рассказывается о коронавирусе 2019-nCoV — что мы знаем сегодня. А ведущие международные научные издательства предоставляют бесплатный доступ к новым статьям, посвященных изучению коронавируса

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.