Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. SEM-изображения массива нанотрубок из диоксида титана, полученных в результате процесса анодного окисления титановой фольги.
Рисунок 2. Микрофотографии различных стадии трансформации нанотрубок в наночастицы (a, b, c соответствуют воздействию фторид-ионов в течение 1, 5 и 30 минут), (d) Схематическое представление указанного превращения.
Рисунок 3. Зависимость размера наночастиц от концентрации фторид-ионов в ходе отжига образца, состоящего из нанотрубок. На вставке: наночастицы оксида титана, имеющие форму усечённой бипирамиды, с указанием граней.
Рисунок 4. Спектры фотолюминесценции полученных нанотрубок и наночастиц диоксида титана.
Рисунок 5. SEM-изображения, полученные на начальной стадии процесса трансформации нанотрубок в наночастицы диоксида титана при максимальной концентрации фторид-ионов.

Нанотрубки превращаются, превращаются…в наночастицы

Ключевые слова:  диоксид титана, нанотрубки, наночастица

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

01 ноября 2009

Диоксид титана является уникальным материалом, благодаря своим физико-химическим свойствам, которые определяются размером, геометрией и поверхностью частиц, а также фазовым составом. Материалы на основе наноструктурированного TiO2 (нанотрубки, наностержни и наночастицы) находят самое широкое применение: солнечные батареи с использованием красителей - сенсибилизаторов, генерация водорода за счёт расщепления воды, фотокатализ для очистки воды и воздуха, при создании аккумуляторов и т.д.

Авторы работы, недавно опубликованной в журнале Nanotechnology, детально исследовали процесс превращения нанотрубок TiO2 в наночастицы, имеющие форму усечённой бипирамиды, под действием ионов Fпри повышенных температурах. Вначале путём анодного окисления из тонкой титановой фольги были получены упорядоченные нанотрубки диоксида титана (Рисунок 1), которые впоследствии были подвергнуты термической обработке при температуре 500oC в течение 30 минут в токе NH4F. В результате, согласно предложенной модели, происходит деградация структуры нанотрубок: утолщение стенок и уменьшение длины, что, в конечном счёте, приводит к образованию наночастиц указанной формы (Рисунок 2), при этом размер частиц закономерно уменьшается при увеличении концентрации фторид-ионов (Рисунок 3). Данные спектроскопии в видимой и УФ области, представленные на Рисунке 4, также свидетельствуют о формировании из нанотрубок наночастиц. Начальные стадии формирования наночастиц при высокой концентрации NH4F представлены на Рисунке 5.

Учёные уверены, что данные исследования могут быть полезны при создании наноматериалов на основе диоксида титана для различного рода применений.




Комментарии
А может это банальная рекристаллизация с кристаллизацией стенок трубок и последующим ростом частиц? А фторид нужен для обеспечения переноса массы?
Так, Александр Валерьевич, все наиболее вероятно в точности так, как Вы написали!
Только у авторов получилась не "банальная" а, ого-го и ах, нанотрубок, с "различного рода применениями". Молодцы
Ток "фторида аммония" при 500оС - это просто феерия какая-то!
Здесь вроде как написано, что гидрофторид аммония аж до 200 с небольшим живёт...

кстати, на счёт иронии: ну молодцы ребята, взяли сделали работу, а потом опубликовали в нормальном журнале и неважно, что данный метод синтеза всем и вся известен и много раз до них применялся...
Ну, соли аммония неплохо возгоняются...
Владимир Константинович,
ес-но, при 500 С равновесие [NH4]F = NH3 + HF практически полностью смещено вправо.
А механизм такой (если упрощённо-схематично): растворение TiO2 + 4HF = TiF4 + 2H2O (тетрафторид титана возгоняется при 285 C) и осаждение TiF4 + 2H2O + 4NH3 = TiO2 + 4[NH4]F
Владимир Владимирович, мне всегда казалось, что научная работа должна давать какие-никакие новые знания о природе... Здесь же я таковых в упор не вижу - то, что наноструктуры при наличии путей массопереноса будут рекристаллизовываться с резким укрупнением частиц было очевидно из давно известных принципов. Смысл такое публиковать то?
АБ,
все же не уверен, что фторид титана здесь может образоваться. Думаю, все проще - оксифториды образуются, и трубки разрушаются.
АР,
возгоняются с диссоциацией
Aлександр Валерьевич,
Очень хороший вопрос, и я, к сожалению, не знаю на него однозначный хороший ответ.

В данном конкретном случае, я сначала подумал, что статья разумно описывает трансформацию трубок, как конкретной морфологии, и разумно имеет право быть.
С другой стороны, посмотрев чуть поподробнее, там нет даже приличной экспериментальной части, описывающей концентрации и подумалось, что авторы не отмыли трубки от фторидов, получили кристаллы при отжиге, и решили написать о том статью феерическую...

Так что трудно конкретно рассуждать - оксифториды представляются разумными исходя из стехиометрии, но и тетрафторид может иметь место, как стабильный легко летучий продукт (?)

И попытаюсь робко отрезюмировать, что авторы-то написав статью вроде как и молодцы, а как выбор для перевода - вопрос спорный...
Владимир Константинович,
Вы правы насчёт оксифторидов. Там даже оксифтортитанаты (типа [NH4]2TiOF4) должны образовываться - но они нелетучие, как им участвовать в массопереносе (перестройке частицы)? Я ведь рисовал упрощённую схему
Александр Борисович,
обратите еще внимание на рис. 3: у меня такое чувство, что доблестные китайцы проводили обработку трубок TiO2 парами HF в стеклянном контейнере! Это прекрасно, я считаю

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

 

Углеродные нанотрубки
Углеродные нанотрубки

ФИОП будет сотрудничать с Роскосмосом в сфере оценки квалификаций
Совет по профессиональным квалификациям в наноиндустрии и «космический» Совет Роскосмоса разрабатывают стратегию сотрудничества в сфере оценки профессиональных квалификаций.

В Институте химии СПбГУ объявили старт Олимпиады «XIII Всероссийский химический турнир школьников»!
13 марта в СПбГУ стартовал XIII Всероссийский химический турнир школьников.

Неделя высоких технологий и технопредпринимательства стартовала – в ней будут участвовать около 350 тысяч детей
В Образовательном центре «Сириус» в Сочи в понедельник, 13 марта, состоялась церемония открытия VI Всероссийской Недели высоких технологий и технопредпринимательства.

XIX Весенняя научная школа МГУ

Разыскиваются юные технари, химики и математики!
<br> Во время весенних каникул с 27 марта по 2 апреля в Подмосковье пройдет Весенняя школа МГУ "ЛАНАТ". В программе школы практикумы по математике, химии, биологии, программированию, электронике.

Измерение неоднородности оптических свойств наночастиц PbSe в растворе при помощи двумерной фемтосекундной спектроскопии
Баранов Дмитрий Александрович
Заметка о статье в которой удалось измерить неоднородность оптических свойств квантовых точек селенида свинца в растворе методом двумерной оптической спектроскопии и увязать эту неоднородность с распределением квантовых точек по размерам.

Андрей Свинаренко: учеба должна длиться всю жизнь
ТАСС
Интервью Генерального директора ФИОП А.Г.Свинаренко ТАСС.

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.

Проектная деятельность с точки зрения учителя

Это специальный опрос для учителей и представителей школ, которых мы просим оценить значимость предлагаемых материалов, мероприятий и перспективы их дальнейшего совершенствования на пути эффективного взаимодействия школ и ВУЗов. В опросе могут также участвовать школьники, студенты и аспиранты, особенно со своими критическими замечаниями в комментариях.



 
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.