Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Полученные композиты. (а) Без использования бензилового спирта - покрытие неоднородное, тонкое, много отдельных частиц TiO2; (б) С использованием спирта - хорошее покрытие.
Трубки из анатаза, полученные при сжигании УНТ.

Простой метод синтеза нанотрубок диоксида титана

Ключевые слова:  диоксид титана, сенсоры, солнечные батареи, углеродные нанотрубки, фотокатализ

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

18 марта 2008

Диоксид титана TiO2 имеет великое множество применений от красок до фотокатализа. TiO2 способствует разложению органики, а также восстанавливает токсичные газы, например, NOx и SOx. Превосходные фотокаталитические свойства оксида титана позволяют ему использоваться в солнечных батареях. В последнее время TiO2 привлекает внимание также в роли сенсорного материала на H2, O2, COx и другие газы. Фазы с дефицитом кислорода на основе TiO2 (фазы Магнели) перспективны как электродные материалы, т.к. обладают очень большой электронной проводимостью, коррозионной стойкость и высокими электрохимическими перенапряжениями.

Для большинства применений необходима поверхность частиц диоксида титана, а получение материала в виде нанотрубок и нановолокон позволяет создавать механически прочные трехмерные структуры с большой площадью поверхности. В недавнее время появился ряд работ, в которых были получены композиты из диоксида титана и углеродных нанотрубок. Нанотрубки играют роль основы, а также и темплата для формирования трубок из TiO2.

Исследователи из University of Cambridge (Великобритания) предложили простой способ получения таких гибридных материалов. Для этого они использовали многостенные углеродные нанотрубки длиной 20-30 мкм и диаметром около 70 нм и тетрабутилортотитанат (ТБОТ) в качестве титан-содержащего прекурсора. Покрытие трубок диоксидом титана проводилось в водно-спиртовой среде. Ключевым реагентом оказался бензиловый спирт, который выступил в роли ПАВ и модифицировал поверхность гидрофобных нанотрубок.

После часового перемешивания всех компонентов углеродные нанотрубки отфильтровывались, промывались этанолом и сушились при 80 °С. По данным РЭМ, полученный порошок представлял собой углеродные нанотрубки, покрытые слоем диоксида титана. Однако при отсутствии бензилового спирта покрытие было неравномерным и неоднородным. А со спиртом все сразу стало хорошо – он адсорбируется на поверхности трубок и любезно предоставляет свои гидроксильные группы для гидролиза прекурсора оксида титана.

Электронная и рентгеновская дифракция показала, что покрытие является аморфным. При нагреве до 400 °С происходит кристаллизация фазы анатаза, а выше 700 °С – переход в рутил. При 550 °С происходит окисление углеродных нанотрубок. Рассчитанный из уширения рентгеновских линий размер кристаллов анатаза составил около 20 нм, а рутила около 30 нм. После выгорания УНТ материал представляет собой трубки из диоксида титана. А вот отжиг в атмосфере аргона позволяет сохранить углеродный каркас и, кроме того, поверхность диоксида титана частично восстанавливается, и образуются кислородные вакансии. В целом, варьирование условий синтеза (прекурсор, концентрации реагентов, атмосфера отжига и т.п.) позволяет в широких пределах менять морфологию покрытий и трубок из TiO2, что, несомненно, очень важно для конкретных применений.

Работа «Morphology control of CNT-TiO2 hybrid materials and rutile nanotubes» опубликована в Journal of Materials Chemistry.


Источник: RSC Publishing



Комментарии
Красс Марта Ивановна, 18 марта 2008 10:25 
Рассчитанный из уширения рентгеновских линий - это как?
Наверное, речь все-таки шла о ширине пика рентгеновской дифрактограммы, а термин "линия" корректнее использовать для спектров испускания/поглощения.
Трусов Л. А., 18 марта 2008 10:55 
да, очень веское замечание.
Палии Наталия, 18 марта 2008 12:05 
"отжиг в атмосфере аргона позволяет сохранить углеродный каркас и, кроме того, поверхность диоксида титана частично восстанавливается, и образуются кислородные вакансии."- по-видимому, возможно образование субоксидов титана, которые
были исследованы в докторской диссертации В.В. Вавиловой (см. например, "NEUTRON DIFFRACTION INVESTIGATION OF ORDERED STRUCTURES IN THE TITANIUM-OXYGEN SYSTEM", Met Trans, Volume 1, Issue 9, September 1970, Pages 2569-2571) Но в те далекие времена решалась чисто фундаментальная задача, а сегодня уже нанотрубки из оксида титана находят широкое применение.
"Превосходные фотокаталитические свойства оксида титана позволяют ему использоваться в солнечных батареях в качестве сенсибилизатора"
Очень развеселило.
Вообще, этот опус - типичный пример того, как не надо писать научные статьи. Могу предложить конкурс - кто найдет больше ошибок, неувязок и несуразностей в этой публикации. Кстати, такого сорта задачу на олимпиаду не грех вынести.
Трусов Л. А., 18 марта 2008 14:43 
во, давайте.

наверное, там было пропущено "с красителем" или еще чего-то.

хотя владимир константинович мог бы вместо наведения критики поправить бредовые фразы аспирантов, дабы не продолжалось введение публики в заблуждение. вроде бы и права у него соответствующие имеются, и доступ к журналам.

еще тута мона почитать.
Палии Наталия, 18 марта 2008 15:44 
Действительно, при переводе пропущено "dye"
И тогда "dye-sensitized TiO2 solar cell" переводится как "солнечный элемент на основе сенсибилизированного красителя TiO2".
Вообще, при переводе надо помнить, что английские фразы всегда "короче", чем соотвествующие русские, т.е. нужно еще добавлять слова, а не опускать их, иначе может потеряться смысл. Ну, а если в чем-то сомневаетесь - то существует МУЛЬТИТРАН - прекрасный он-лайн словарь, пардон, сейчас это уже система для переводчиков (и прочих). Кстати, там имеется форум, где можно получить квалифицированный ответ ( в случае затруднения с переводом, и не только с английского).
Сенсибилизированного краситеЛЕМ
Трусов Л. А., 18 марта 2008 18:47 
лем лем. что там еще не так?
В усеченном виде фраза получилась неудачной, поскольку фотокатализ и традиционная солнечная батарея на ФЭП совершенно разные вещи
Трусов Л. А., 18 марта 2008 21:30 
а вот это к авторам.
Лев,
увы и ах - я не успеваю следить за всем, что происходит вокруг . Привычное мне занятие - это рецензирование статей, но не их исправление, и в будущем здесь вряд ли что-то изменится .
Что касается данной публикации, то одна ошибка в переводе - это не криминал; проблема скорее в оригинале статьи, написанной в типичном китайском стиле. Я не буду углубляться в ее разбор (попадись она мне на рецензию, список замечаний составил бы пунктов 10, не меньше), но хотел бы все же предостеречь от цитирования подобных публикаций и, что более важно, воспроизведения их методологии. Если вкратце, то братья по разуму решили, что хороший оксид титана - это оксид титана с большой поверхностью. В принципе, это очень спорный тезис, но допустим (при прочих равных). Далее был проведен синтез, который по непонятной мне причине назван авторами "простым". Результатов измерения поверхности я при беглом прочтении статьи не нашел; может, плохо искал, но, по-моему, авторы уже забыли, зачем все затеяли. В любом случае, при размере частиц TiO2 в 20-30 нм удельная поверхность будет невысокой, и наличие не слишком тоненького канальца в здоровенной агрегированной чушке TiO2 никак ни на чем не скажется. Дальнейшие упражнения в отжиге были явно затеяны от безысходности - иначе статья слишком короткой получалась. Заранее понятно, что в отсутствие кислорода пиролиз органики приведет к частичному восстановлению титана. Ну а заканчивается все победными реляциями - наш материал потенциально так хорош, что дальше некуда. Я не хочу слышать о потенциально хороших материалах - пусть мне продемонстрируют хорошие функциональные свойства (любые), и я охотно поверю. А картинками сыт не будешь.
Кстати, забыл поблагодарить за подготовку и публикацию материалов - это тяжелая, но полезная работа.
Трусов Л. А., 18 марта 2008 21:58 
да, это в статье и меня удивило - ни одного свойства как такового не изучено.
однако, как мне показалось, там формат всего журнала такой - синтез. хотели получить трубки. получили. молодцы.
Соколов Петр Сергеевич, 18 марта 2008 23:33 
конструктивные тут у Вас диалоги)

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

 

Зело зыркнет зверь зоркий
Зело зыркнет зверь зоркий

Интервью с участниками, авторами задач и организаторами XIII Олимпиады
Предлагаем ознакомиться с подборкой видеороликов - миниинтервью, взятых в течение очного тура XIII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" (25 - 30 марта 2019 года).

Неделя Олега Лосева
Портал RSCI.RU и инициаторы проведения "Недель Олега Лосева" приглашают все вузы и факультеты физико-технологического и радиоэлектронного профиля к участию в первой Неделе Олега Лосева в Рунете, посвященной Олегу Владимировичу Лосеву - признанному пионеру полупроводниковой электроники и оптоэлектроники.

Магистратура Московского университета по химической технологии
Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет о приеме в магистратуру "Химическая технология" для подготовки специалистов в области полимерных композиционных материалов, углеродных материалов, защитных покрытий.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

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.