Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Сравнение реакционной способности методом относительного поглощения света
Схематическое изображение синтезируемых наноструктур
"Цветочные" структуры TiO2 под электронным микроскопом
Дифрактограмма полученных нанокристаллов анатаза

Фотохимические "шипы" неорганических розочек

Ключевые слова:  диоксид титана, катализаторы

Опубликовал(а):  Чепиков Всеволод Николаевич

04 апреля 2010

Подобные цветам наноструктуры TiO2 с открытыми {001} гранями были впервые cинтезированы с помощью низкотемпературных гидротермальных процессов из порошка титана. Они показали неплохие результаты в качестве катализатора для фотохимической деградации красителя метилового синего под действием ультрафиолетового излучения.

Оксид титана (IV) широко исследуется в связи с его многочисленными сферами применения (фотокатализ, Li-ион батареи, сенсоры). Широкое применение объясняется его уникальными физико-химическими свойствами, которые зависят не только от размеров и формы кристаллических частиц, но также и от строения их поверхности. Для одного из минералов TiO2, анатаза, были найдены немногочисленные модификации с открытыми {001} гранями, являющимися наиболее реакционноспособными.

Следующим шагом было создание кристаллических структур с {001} гранями. Для этого использовались различные исходные соединения титана, как правило фториды или хлориды. Но основной проблемой таких синтезов была высокая чувствительность реагентов к гидролизу, что осложняло контроль над реакцией и приводило к неудовлетворительным выходам. Более удобным реагентом оказался нитрид титана, но он был дорог и требовал нагрева реакционной смеси до 1300°С.

Был разработан альтернативный метод, представляющий собой низкотемпературный процесс окисления титана в водной среде. Для синтеза берется 0,1 г титанового порошка (99,9 чистоты с размером частиц около 80 микрон), 40 мл воды и 40 масс.% плавиковой кислоты. Реакция проводится в автоклаве с тефлоновым покрытием. Смесь греют в течении 10 ч при температуре 120°С. Затем продукт отделяется центрифугированием и тщательно промывается водой высокой степени очистки до pH 7. Далее продукт сушится при 80 °С.

Полученные кристаллы содержат 10-30% сростков с открытыми {001} - гранями. Наноструктуры выглядят подобно распустившимся розам и имеют размер порядка 300-700 нм. В ходе синтеза, благодаря более низкой поверхностной энергии, сначала образуются {101} грани, однако ионы фтора значительно уменьшают поверхностную энергию {001} плоскостей, в результате чего последние образуются в значительном количестве. Плавиковая кислота выполняет здесь тройную роль: растворяет титановый порошок, задерживает процесс гидролиза и изменяет поверхностную энергию нужных граней.

Фотохимическая активность полученных структур была оценена при помощи реакции обесцвечивания метилового синего под действием УФ. Для проведения испытания поверхностный фтор был предварительно удален 2 часовым нагревание при 600 °С в присутствии кислорода. После этого 30 мг кристаллов были смешаны с 0,01 М раствором NaOHс добавлением 25 ppm метилового синего. Перед облучением смесь непрерывно перемешивалась в темноте в течение часа. Далее раствор был подвергнут УФ-излучению (длина волны 365 нм, мощность 0,5 мВт/см2).

В конечном счете была доказана более высокая реакционная способность новых структур. Методика их производства проста и надежна, что будет способствовать их внедрению в промышленное производство, как основных рабочих материалов для фотоэлементов, сенсоров и датчиков.




Комментарии
Этот "метиловый синий" на самом деле называется метиленовым голубым.
"Простота методики синтеза", с учетом того, что порошок пришлось отжигать при 600оС в атмосфере кислорода, крайне неубедительна.
Как, впрочем, и остальные соображения китайских товарищей.
Давайте поддержим социалистическую республику!
Интересно, какая удельная поверхность у этих цветочков...
А республику давайте поддержим, например пару ракет ядерных им подарим с доставкой)))
Л В А, 05 апреля 2010 03:02 
Порошок со структурой "Ёжиками" у меня на полке стоит с прошлого лета. Это тоннажная продукция для очистки сред.
Размеры меньше показанных примерно в 20раз, соответсвенно и активность. Правда капризные здорово. Для некоторых применений приходится месяцами возиться.
А зачем нанотехнологам ракеты? Может быть и нужны, чтобы "довести" до промышленного производства. Но, говорят, что у них это получается довольно быстро и без такого высокоскоростного транспорта - баллистических ракет. А ракеты и нам пригодятся. Деньги надо нашим школьникам и учёным.
Сердце слезами от такой сознательности заливается
Китайцы - титаны. Но наши титаны - Петрик и Грызлов - гораздо круче!

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

 

"Наноцветы" оксида цинка
"Наноцветы" оксида цинка

Светодиодные технологии и оптоэлектроника: магистратура на стыке образования и индустрии
Открыт набор на первую в России индустриальную программу «Светодиодные технологии и оптоэлектроника» Университета ИТМО

Международная онлайн-дискуссия «Квант будущего»
Фонд Росконгресс, Госкорпорация «Росатом», Российский квантовый центр и научно-популярное издание N+1 завершают серию международных онлайн-дискуссий «Квант будущего», где лидеры индустрии и ведущие мировые ученые обсуждают, как квантовые технологии уже изменили наш мир, и с какими вызовами помогут справиться в будущем.
Заключительная дискуссия «Квантовая революция: профессии будущего и трансформация образования» состоится 8 июля в 17:00 по московскому времени.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Супергибридный материал для хранения водорода. Двумерная соль. Существование виртуальных мультиферроиков подтверждено. Чёрные бабочки. Служение науке и немного поэзии.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

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.

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.