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

 

Превращение
Превращение

Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества
Приглашаем принять участие в работе VII Международной конференции с элементами научной школы для молодежи "Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества", которая является крупным международным научным форумом, охватывающим: фундаментальные основы разработки наноматериалов функционального назначения, в том числе металлических, особо чистых, керамических, полимерных и композиционных; технологические основы создания наноматериалов; проблемы анализа, аттестации функциональных наноматериалов и их применение.

Гранты выпускникам олимпиад
Наноолимпиада включена в перечень олимпиад и творческих конкурсов, по результатам которых студенты, поступившие в ВУЗы, могут получать гранты Президента РФ.

Открыт прием статей в специальный выпуск "Organic-Inorganic Hybrid Nanomaterials" (Nanomaterials, IF = 3.553)
Открыт прием статей для публикации в специальном выпуске "Organic-Inorganic Hybrid Nanomaterials" журнала Nanomaterials. К публикации в журнале рассматриваются статьи, краткие сообщения и обзоры.

Прощай, лампочка Ильича!
Д.Н.Плешков
Современные светоизлучающие устройства безальтернативно завоевывают рынок и становятся частью нашей повседневной жизни.

Композиты УНТ-ГАП – биоактивная матрица для роста костных тканей
Е.С.Климашина
Нанокомпозиты - одно из перспективных направлений развития материаловедения в интересах биологии и современной медицинской практики.

Умный дом
Н.В.Лысков
Умные дома могут составить яркую черту нашего будущего и прогресс в этом направлении связан с созданием новых поколений наноматериалов.

Система практик ФНМ МГУ
А.Б.Тарасов, А.В.Кнотько, Е.А.Гудилин

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!

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.



 
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.