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

 

Звезда по имени Солнце
Звезда по имени Солнце

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

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.