Синтез і структура порожнинних наносфер діоксиду титану
Hard hollow spherical nanoparticles of titanium dioxide have been fabricated by hydrolysis of titanium tetrachloride on the surface of aerosol droplets in the atmosphere of water or ammonia vapor. The aerosol droplets were obtained by ultrasonic dispersion of a solution of titanium tetrachloride in...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2009
|
| Онлайн доступ: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/376 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Surface| _version_ | 1869291500815253504 |
|---|---|
| author | Gorbik, P. P. Dubrovin, I. V. Demchenko, Ju. O. Kashin, G. M. |
| author_facet | Gorbik, P. P. Dubrovin, I. V. Demchenko, Ju. O. Kashin, G. M. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "P. P. Gorbik",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "I. V. Dubrovin",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "Ju. O. Demchenko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "G. M. Kashin",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
}
] |
| author_sort | Gorbik, P. P. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:39:36Z |
| description | Hard hollow spherical nanoparticles of titanium dioxide have been fabricated by hydrolysis of titanium tetrachloride on the surface of aerosol droplets in the atmosphere of water or ammonia vapor. The aerosol droplets were obtained by ultrasonic dispersion of a solution of titanium tetrachloride in an inert hydrophobic solvent. The composition and structure of the synthesized hollow nanospheres of titanium dioxide were determined by electron microscopy, TDA, X-ray analysis and Auger-electron spectroscopy. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:35Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 546.824.3I: 54.a57
CIIIITЕЗ I стPУкTУPA IIoPoxtI{I4tIних tIAIloсФЕP
ДIoксиДy TI,ITAI{У
П.II. Горбик' I.B. flyбровiн,I0.o.,{eмuенко, Г.М. Кarпин
Iнcmumуm хiмit пoвepхнi iJw. О.О. Чуйка llацioнальнoi акаdeмii наук Укpаiнu
вул, Генepсъта Hаумoва ]7, a3t64 Кu:iв-l64
Запponoнoвaнo меmod odеpэюання mвepdtм nopauаtц,|нuх cфepuнншс
мiкpovcсmuнaк dioкcudу mumану, якцй 'пoляzсlс в npo""Ь"noi peакцit
.еЬpaлiзу
rnеmpахJ|opuoу mumсrну у nаpФс вodu абo ал,tiаку на naвеpхнi кpсlrlель o,pЬ,o,й,
Ошpu]||сllroao |1|'JlЯхoл4 уJlbtnpа:'sукoвoeo ducnеpzува|ьIlя poЗчшrу mеmp1х]|opudу rn)mану вiнduфеpенmнuх ziфoфoбнuх pо'нu'"u*o*. Склаi t Ьmpукrnуpа сuнme3oвсIlruх
nopoэrснш'Iнuх нaнocфеp dioксudу mumаIrу вuвчeнi меmodамu Ьiекtпpoннol л,tiк1locкonii,
pенmeенoфазoвoza i duфеpeнчiaпьнomepмiчнozo qнаJliзiв i Оэrce-cnекmpocкonii.
Bступ
B оста:тнi pоки IIрI{ вивченнi геTrpoгeIII{I.rх ПPoцесiв зa ylaОттo ,ЩrсIIrрсIrЕхTвrpдиx фaз спoстеpiгarться тенденцiя .цo yсKIIaДIIeIilili .цoсЛiДЦrBalrиx oб,ектiв, щопостiйнo ЗpoсTa€. ,{о yвaги пpиймaеться Ilе лI{Iце pозподiл Д.rспrpclll{х чaсTиIloк 3apoзмipaми, i.хня кoнценщaцiя, зовнirцня фopмa i
.
склад, aле i внутpiIшня бyдoвa
диспеpсIlю( фaз. oсобrпnвa. рaгa шpидirrяеться TакIlll ,,o'auo*,,-
"*
;еpфiшa
пйпopядкoвaкiсть фpaгмеrrтЬ, щo сKiraдaIоТЬ окpeмi чraсTиItки ДI.IсIIеpсн1D( фаз, iмо)l{JIиBa iх ,'фpалстшrьнiсть', (вiдсyпriсть сyцiльносil;. вa**By poЛЬ тaкотt вiдiгparoть
пpоблеlлl TpalrсцopTy pечoBини до мiжфaзoвоТ повеpхпi,
"u
Ыt пpотiкarсть хiмi.пli
ilrpeTвoреIrlш [1]. 3ощема, зa остarтrri ДесяTь pокiв встанoBJIrнo' IЦo I]pи багaтьox
црoцeсaх y гaзoвiй фaзi диспеpснi твеpш pечoBиI{Е' щ0 }"гвoploЮться' скJIaдaюTЬся IIr зсyцirrьuиx, a 3 nopo)КЕи}iнРrх чaсTиI{oк. B oкprмих
"*.,ф* "*u-"*.", щo цi поpоlлшi
чaстинкI{ п{aIоTЬ зoвнirпrrrо фopму сфеpи L2 - 61. Утвopення тalil{x tlaсT}fiIoк
спoстqliгa.iroся B експеpиl\,tеIlтtlх' Bикон€IнI,D( paнitпе, oд"*
""*u"iзм
виrrrд<неIII{я тaкI.tJ(
чaстинoi( заJIиIIIaстЬся IIе зaBx(Д4 ясI{I,IМ. I{iлеспp.шловatrий сигrгез сфеpишrиx ЧaстиIIoк
l\{o}KIIa здiйонит,r iз кpaпе:ъ (середнiй шaмещ -i _ s мlо,l; poзIIиIIy' Д.IсЦеpгoBaIIoго УЗ-IIoлеl4. Cтaновилo iнтеprс ,цеTaJIьIIO пpоaналiзрaти *iмiйi р"йii, Цо пpотiкаrоть вoб'емi i нa повеpxнi тaкиx кpalleЛь пpи iхньoмy шеpенoсi з .,о'о*o' iнефого l.i,uy BTeI\,f llepaTypl{oмy гpaдiентi.
Cфepи IIаIIoмeTpoBoгo мaсrштaбy ]\{oжyть зпafrти IIIиpoке зtlсToсyBан}Iя. Bсеpeданy
]иo)IGIa шoмiщaти лiкaрькi llpепapaти дJIя ЦocTyлoBогo ix вивiльI{еIIIIя B тьi пauьнтa 1тf,в oптицi Це ]v{оже бyпr пiгментrrlй мaтеpiал, елrктpoнiцi_мaтеpi* . '"."йй
теплoпpовiдriспо [8 _ l0]. сyбмфоrilIшi poзмip пopоx<нiхЪф"p'",'* й*oo*
",.'u"uui.хнrо високy ефектгвнiсть y рзсiroваrrнi Ьвiтлa, щo *"."uou" IЮлoBII}i облaсть
зaсToсyванIr,' шоpoxснix сфеp як бiлогo пiгменry [13], що Мre p'д IIеpеB€lг пеpeд
оpгaнi.ппами aIIzlJIoгaми (низькa щiдьнiсть i теплoпрoвiДrriсть, тЪpмiтra стitкiсть1'
Рoзглядaсться пиTaЕIIя пpo зaсTооyB€lнн,l шopo)KЕ".,''*Ъ6"p як нoсiiв дtя компонентiв
кaталiти.циx сI.lсTем [l l _ 12]. Bони мож1"rь виcЦ.IIaти як ваrrокoлби, гoтoвий xiмiчrлrйpeaктф. Taкий мiкрpеaктoр' дiroчи як кaта.rriзaтоp, зIIшкyс ймовipнiсть побi.пrш<
рaкцiй, пiдвищyrоцд вr.осiд цilьoBoгo пpо,цylffy в поpiвrrяннi з катaлiзaтоpaми' щопрaцюIоTъ нa вiдрr.r.гorяy пpостopi _ нa шлoскiй повеpхнiЪбo нa поверхнi пopисЪlо< ryбoк(як звиlaйно й робляться yстpo1.-кaтarriзaтори).
Iloвepхнoсmь.2009. Bыn- ] (tб). С. 185 - ]g2
l 8 s
Пoдальlпi IIеPсIIекTиBи пoв'язagi З зaсTocyBaнIlяh{ пoрожнiх неopгaнirшrих
чaсТи}lot( як мiкpopеaктopiв iз пpoникними стiнкaми д,Tя кеp}ъaння кaталiтичними
pеaкцiями y вoдних сереДoBищ€tх. opигiна,тьнiсть пpoпонo3atioгo пiдtoдy i мoжливi
пrpеB€lги цеpеД мiцеляpl{иМи тa звичaйrrими ЛaтексЕIII\,rи сисТеMaМи пoв'язадri з бiльtц
сIIPI{яTJIиBиМ спiввiдноrяенням oб'смнlтx i пoвеpxrrевих вJIaстиBостей i мoжливiстtо
фiксацii кaтaлiтищrиx uенщiв як yсеpединi пopo}кI{иIIи' тaк i нa повepхнi ЧaсTиtloк.
Знaщra y'агa oстaннiм ЧaсoМ пpидiляеться poзpобui метo.цiв сиIIтезу,
.цoслi.цженнro тa ЗaсToсyBанIIю ГIopo)KII[lнниx сTpyктyp нa оснoвi дioксидy титану [14-
19]. ,{ioксид тиТaIIy i мaтеpiaли нa йогo оснoвi ДrМolrсTpyloTЬ ДI{BIry pi',,o**i''i"o
[IтyчI{o o.цrp)I{yвaнI{x мiкpостpyкт1p' a Taкoж мoжливiсть ''xiмiчl{oгo'. кoЕтpолк}
фyнкцioнатlьIll{x BлaстиBoстей мaтеpiалiв цa ik oсновi. Idе poбить Дiоксид титalry дo",'"
пrpспrктиBIlL4N' IДЯ pозpoбки нoвaх xiмi'rrrиx ДI(rpел стpyfvIy, елементiв кaталiтичнrо<
систеМ. Haйбi-пьrпе IIoIIIиреIrIrя .цlUI oДep),(aнIiя Ilopoжнiх нaнopaзмipнlо< .raстинок
дiоксидy тиТal{y o'цrpжaB piдинrroфaзний метo.ц. IШap ТiO2 фoplryстьоя нa повеpxнi
крaпеJIь полiмеpoyтpи]t{yIoчиx емy.lьсiй. Bидаrrення оpгaнiтногo TемiUIaтy (Iпaблонa)
IIpOBoдиться IIIJUIXOM вiдпалlовaння чaстиIloк пpи piзних TеМllepaTyрax. Biдпaшовaнпя
IIpи Bисoкиx тeМIlеpaTypaх il,rox(е IIpIlзBoДиTи Дo фоpмрaння BSIикI,IХ МrЗoпop i пaдiнrпо
фoтoкaтaлiти.дroi aктивпoстi y зв'язкy iз змeнrпеrrrrяtl питoмоi повеpхнi йaтеpiaтry i
ЗцикIIеIIHIo поp < 4 нм [l7].
Mетoтo pобoти е poзpoбкa метo.щ{ки кrPoB€lEoго сIlЕТезy ,щ{спipсIroгo oксидIlог0
мaтеpiary - пopо)IшиIlнrrх сфеpи.гrrrос нaнopoзмipншx чagгEIIoк шoксидy ,ГIrTaНУ Ta
дoслiдження iх влaстивoстей'
Мeтoдикa экспepllмrЦTy
B oснoвy МеTo.щlки cI.IIIтезy Пopо}Gll{ннltx сфеpитllо< чaстиIIок дioксиду тI{TaI{y
бyли поклaденi нaстyпнi oсrroвнi пilно,ryr (бшIзькi Дo сиl{тезy пoрgхffrl.!шrl{х сфери.шrих
чaсТиItoк дioксидгJr кpемнirо) [3]. Утвоpе'lrня IторoхtIlиIlIIиx сфеpиuних чacTиI{Oк iдйс"е''o
пpи гiдpолiзi тетpaхлоpи,цy TиTaнy ш,r йoгo poзчиIry нa пoвеpхrii сфеpи.rниx чaсТиIloк
aеpoзoл}o. Реaхцiя IIpиBo.цилa.цo yгBopеIIH'I llеpoЗIМIrнoгo гiдpoксидy Tит€llly' що фopмyс
стiнки нaпоpoзмipнID( сфФ.
Як ви;xiдний pоз.п-lнrтик тeщaхлoplrДy т}rTal{y вцкopисТoB}вали гештaн aбo
чoТиpиxЛopистrай вyглець. КoнцентpaЦilo poЗIIиIry змiнювarп'l в iнтepвaлi 2 _ 50 %. oб'
Блoк.схемa yсTaIroBки дJIя сиIrтезy IIоpo}GII.tнниx сфер нaведенa нa pис. 1.
,{ля синтезy IIopoxGIиIIItЕх сфеp викopисToByBtL'Iи теTpaхлopид ТI,IтaЕy мapки .'Ч.'',
який здaтний тпRиДI(o реal.}ъaти З ilapoЮ Boди з yТBоpеIrl{Яl\,l дiокоидy тит€ш{y:
ТiСIа + 4I1,o: Tio2 + 4I{Сl. (l)
ф сполyкa зpyrrra TI,IL{' щo гIpи TеМпеpaтyрi 300 К iснyс в Pilкoмy стaнi, добpе
poзlII.tIIясTЬся B нrпoЛяpниx (гiдpофобних) poз.п.rrrнrл<аx' оT)Itе дoзBoJrяе 0ДерII@Tи
аеpo3oJlЬ, щO Мar помipний Ti{ск нaсиЧrЮчоТ пapи. I]i оботaвини' I{a нaцI IISгJIЯ,ц' шoвиннi
BикJIIочaTI{ мoж;rивiоть сTBopеIIня Знaчrrш( IiеprнaсltElеIlь коMпоIIеIITiв y пapовiй фaзi, якi
зДaтяi викл,rкaiи }'ТBopенI{я зapo.щiв l]oзa ПoBерхIIею aеpoзошо [З].
,{испеpryвaнвя poзчиI{y TеТрilUropиДy тиTaIry в оpгaнiштиx poЗтlиl{I{ltкzlx
щpовo.ци]Iи зa 'цolloмoго1o yJlьТpt}ЗByкoBoгo .пFспеpгaтop кByлкaн-1>. ,{испеpсiя poзмipiв
чacTиtloк aеpoзoлIo стalloBиЛa 0,1 _ 50 мкм. Трaнспopт aеpoзoЛIо зДiйсяrовaвся пoтoкoм
с1r(огo повiщя пpи T : 290 ... з20 к.
Потiк газy-нoсiя реryлrов€lJIи зa дoIIoMcГоIс} pотаметpiв. Teмпеparypa BoдяIIогo
poзчI{Iry амiaкy i води пiдтримрaIIacЯB iнтоpвaлi 290 -з20 К. ПapцiальнIлй тиск водлrоТ
пapи вi'цпoвiдав зaдaнiй темпеpaцpi'
I 8 6
I
Рис. 1. Cxемa yсTaЕoв.(и ДJIЯ BIIBчеIIIUI гiдролiзy теTpaxJlopидy ТI.rтaдy на повеpxнi
aеpoзoJlio: l . джеpело гaзy.носiя (пoвiтpя, apгон), 2 _ oсyпrуъaт, 3 _poтйтp,
4 _ розтив ТrтpaхЛopl{ДI Титalry в гцрофобпoм}i poзЧиIrlrикy' 5 _ вода" о _. yз
Дис'ТIергaTop, 7 - вoда aбо воlцтий pозIIиI{ амiaкy, 8 * нaгpiвar' 9 - yловлrоlоuий
рoзIIиEI.
Cцнтeзовarrий rщoдкт yЛoBлIoвll.IIи етI{J{oвим cllиpтoм' вlдoкpемlповшrи вiд
po3чиIтy зa .цollo},roгоlо центpиф1r.yвarrня i Декarrтaцii 3 щрoмиBaIrн,Iм aцетoЕoМ .цJl't
зaпoбiгaння (обмеження) aгломеpaфi. ЗалиIшки poзтинникiв i вологи *'tДuIяI.,1' np.и
пoвiльномy нaгpiвaннi з rпви,Цкiстю 10 o/гoд Дo Тем]IерaЧ(pи 400 к
" "*уy"l
oi"
зElJ!иIпкoBoмy Tискy 1Гl Пa.п,r в потоцi кисIilo в iвтеpвaлi Ы*pй - 62{J _g2aК.
Хiмiчnий скJIа,ц. нtшloсфер, одеpжa.'иx IIpи BиIIapoB}ъaI{Hi низькокоlrцентpовaноI
су-спеязiТ чaстI{IIoк дioксидy Tитalry (нa пoлipовaнiй повеpxяi монокpистй"'o.
кpемвiro), aншliзрa.гrи ltlетo.цo]r{ електpoнноi oxе.сшектрЬскoпiТ зa .цoпol\{oгolо
мiкpозондy мaркI,I JAL4P-10S фipми JЕoL (Япoнiя). Mоpфoлoгilо зpaзкiв дoспi,цlс}вали зa
.цollo1ltoгorо paстрoвoго
^r-llеI(Tpol{нoгo мiкpoскогra @ЕМ) JsM.35 з pентгенiвськиьl
сII€щр€шIЬIrиI\,I мiщоaвa,тiзaтopoм Тrцry IсХA-7з3 i метoдом aтомнoi силовoi нarrоскопii
(Aс}г) нa Digital Ins0rrrnеnts NanоSсор-300 (сIIIA).
Експеpимекгaльвi pезyльтaтп i ii обгoвореншя
Cинтез IIopо)KЕI{нIlиx чaсTиI10к дiоксиДr TитuшIy Пpовoдl.пи нa yстшrовцi,
зoбpаясений I{apис. l, в тaкий спoсiб: гaз-rroсiй (1), щo npony"*u,, чеprз oс}'lIIyBaз(2),
з€lxoIIJIIo€ чilстиIlюl aфoзoJIIO poЗчиЕy ЧoTирI{xЛopисToгo титаЕу, (4), геuеpовaного
диспеpгaтopo^{ (6), i пеpeносить y сТ.BпIIик (7), Де
"цбрaЫ"""
взaсмодiя
ЧoTириxдоpиcfогo ТиТalry нa поверxнi щp€lIIеJIЬ arpoзoJllо з Ilapaми вод,r aбo води i амiф.
Hагpiвar (8) пiлтpIlirry,^с необxiДвy TемIIеpaЦpy в посyдинi. Потiк гaзy n"p""o"'Ь
аеpoзoJlь B сToBпllI'Iк (9), де вiдбрaеться йoго влoв.tдовaнI{я сIIIlpToвим poзшlнoм aбо
ацеToI{oM.
- Пpодyкт' щo }"TBopIо€TЬся' скJIадaеTься з ожiеТ морфологiвнoТ форми pеЧoBиI{Ir -
сфepи,lнlл< чaстиHок {pпlc. 2,3), якi, як IIoкaзаJIи елек'pо"нЬ-мiкpоскопi.шri дослiдкrlтня.
€ поpo)кIIиIrEими чaстиIIкaми фис' 2б) з зoвнilпнiм дiaмещoм вiд .цекiлькоx сотеtIь
нaнометpiв Дo десяткiв мiкpoметрiв. Toвщина стirroк поpоxшиIIIrих чaстиIloк cTaнoBиТь -
5 _ 2a% вiд iхшьoгo зoвrrirшьoго дa'"'py i коpеrпoе iзЪaдaнorо ковцентpaцielo рoзtlиrry'Iцo poзIIиJшосться. ГIятoма п..оЧa пoвеpхнi сиI{ТезoBtlIIoгo мaтеpialry,
"''ou"""u
no
адсоpбцiТ apгotty' сTсlпoBI,lTЬ - 90 мz/r'
t87
Е пiапtэпп ЗПfi iвд
Pпe.Z.Пopохсниннi сфepи.lнi чaсTиtIки дioкси,цy титalry (PЕМ зобpaясенtи).
l l lщЯB ! rФa r*
Pис. 3. ACH зобpaженtrя сфеpиvllиx чaсTиЕок дiокоидy тlа:гaнy.
Пpи пpoтiкaннi pеaкцii нa шoвеpхнi чaсTи}Ioк tlpи ErBисокIx TrмПrpaтypax крiм
Тio2 мо}с}ть yтBopIoBaти piзнi oксо- i гiдpoксофopМи тиIIy Tio*(orDyсl,. Можlrиво, щo
мa.ерiал пopo)rfiIиIilIи' сфер мiстдть I{rBrлиI(у дoмirшкy тaких гi'lцroксофоpм. o,цвaк
гiдpоксофopми тиTtlнy алrоpфнi i теpмi'пrо нестiйкi.
Мaтеpiaл, який висylшyBaли пpи темшеpaтypi 400 К в вакyyr'ri i0-1 Пa' зa,ц€tI{иМи
pентгенофaзЪвoго aнaлiзy IIе L{aс дoмilшoк прмiжниx пpoдщтiв рrакцii гiщолiзy
чoTцpиxЛopисToгo Титal{y Ha дифpaктогpaмi бyли пpисyгнi нaй6iльlш iнтeнсивнi
pефлекси uiд,,,oщ'o (100), (004), (200), (l05) слaбо сщщцpовЕlltoГo aJ{aТaЗy фпс. 4).
Biдпa:пoваgня IIpи темпеparypi 1000 К BпpoДоBx( 12 roд пpизBoДlrтЬ дo
pекpистaлiзaцii мaтеpialry стiнoк пopo2IfflIнIIlD( сфеp, що N{aIоТЬ стp}ктypy aHaтaзy, ,цo
py."n,. Ha кpивit нaгpiвaння ДTA споотеpiгaroться шa теpмi.ппоr ефекти.
i{".й'"o,o"paтyрний ендотеpмi*rий ефект {з91 К), пов'язarrий з де'соpбцiсrо воДи i
po'*uл*,"й
"ioмilкни*
пpoдщтiв сиЕтеЗy. i екзотеpй.ппай - пpи трмпеpaтypi (594 К)'
Ь вiдшoвiдaе, oтеu,д*,о, зa пoчaToк рeщистaлiзaцii високоlЦтсперсIloгo .цiоксидy тиTaI{y.
Ефектiв, uов'язaнrо< з фaзовими llrprxoДaМи iнrпr,lх фаз, виявленo нe бyЛo.
188
fiIIJ
({ш}
Рool ltпф G00l flos}
28,rpxд.
Pпс. 4..{ифpalсгoгpaмa мaтepialry з ншropoзмipних.чaстиI{oк дiоксидy TIITilI{y: a _ зрaзкiв,
:r:r"-:""-
пpи тeмпepaтypi 400 К; б _ пiсля BисoкoТеI\,rпеpaTyplroго
в1,I[пttJIIoв.lIII1я.
E, eB
Pпс. 5. ДифepенIцaльнi orr<е.спекщи I{€lнoчaсTI,IIroк дiоксlr,Дy T}IтaЕy' oс4д)кеIlllx тIаЦoBepxЕIо ПIIа!иILIEД мol{oкpисТ€tJli.пroгo кpемнirо: u - no".p*"i тaстинок; б _
пiсля тpaвлешя пoвеpxнi ioнами Ar нa гшlбинi 200 rшr.
.{oслiдхенrrя ruriвoк з офpишш< Е€llloчacт,lнoк дiоксидy T,ITaIIy, oTplrмalrlD(oсадI(rнЕям нa полipoвaнi плaстгття мoнокpисталilllloгo
"p"'"ь,
Пoкttз€lJlo' щo ixпoвrpшU' мigшrть зIIaчIIy кiлькiстъ с i сl фис. 5 Ф. Ц" 'oй оy* ooy'oйoпpисyлriстlо нa пoвеpxпi aдсopбoвarorо чoТllршglopисToгo ' вyглrцIо' щoBEкopI{стoByBaBcЯ у пpоцесi форryвaння сфepишlа< ч*,,п.o*. Тpaвлеппя плЬки iolraмиapгol{y нa глибинi 200 rnл прIrBo.щITь,цo зil{eЕIIIeЕЕя iнтепсивной лiнii вутлerцo, ;; ;дo iТ пoвного зIlикпffпIя фис. 5 б). Idе моxe бyги пoв.язaпe . ;;;;i*," деякoi кilькoстiчастиI{oк' щo Еe мaloтЬ IIop' зЕtlloBнr}ilfх чoтиpиxJlopисTим Byглецем. пp'йiй 'ь#
A
Ё[
E
Д
F
ta
Е:*
0r
t9Ё
Irl
a
.1
E
Z
z
+Ьt
189
сl
тiTi
кpsМЦiю oбyN{oвлelr4 IIеBtio) iснyвaнням острiвноТ сTpyкT}pи пдiвки
плaстинi.
Bi'щтaтпoвaння мaтеpia;ry з нaноофеp oксI{,цy тит€ш{y пpи TемIIеpaTypi 1000 к
IIpиBoдить,цo IIoBItoгo 3нI.кнrннЯ пiнiй в1тлецto i хлоpy в oже.спсктpi.
Ё.*s
Рис. 6. oже-спектpи повеpxнi ЕаIIoчaсTI'ц{oк дioксидy титaнy пiсля вiДпalrrоBaнI{ll Пpи
темпеpaтypi 1000 К.
1,0
o t'll"*nooo*ffi. 3600
Pис.7. BiдхилrIIнЯ стrхioметpii Tioz вiд тaсy TpaBлeIrшI шДiBIси"
jlослiдxення cПiBBi.пшoшtення еJIo\,IенTiB пo глибивi плiвlg4 з Пoрo)й{I{иIIIiих
сфеpи.тних ЧaсT}il{oк Тio2, Bис$пенoi пpи темпеpaт;рi 400 К y вакgт'li, вiд нaсy
щu",",'ня iопa:nrи apгolry (мaкоимшrьнa гЛиби}Ia ТpaBJIеI{I{я 200 нм) tloк€lзаJ-lo, щo y
фькiи пpипoвеpxнiй oблagгi МaTеpitlJl, збагaчений Iс{сliеI!{. I{е обyмовленo, скорiIIIr за
вЬе, з aдоЬpбggal{оIo нa пoвepxнi Bo.цoю i пpисyгнiми гi.щpОксилЬниt\,{и гpyllЕlМи' B oб,ст'li
мaтеpiaтгy спoстеpiгaшl знaчнr вi.цилення скJIa.цy вiд стеxiометpитIlloгo B сTopoнy
збiднitтня IIо кисIIIо.
Bиснoвкц
Pозpобленo ТIaщoвi i теxнолoгi.шri пiдxoди ,цo oдrp)iЙIrlrя пopo)кI{}llrЕих
cфеpи.пrиi неopгaнi.rниx чaстиI{ок дiоксидy ТIшalty сиIITеTиIIIIиI\,{ мgТo'цoм. Aна.тliзyroчи
йЬ*i даннi, мoж*а IIpипyсТити' щo фop]tryвajТня сфеpиuниli чaсTиIIoк вiдбyвaеться,
з.й"o . HяттIоIо мoдеJUIю' нa гparшцi рзпoдiлy piдкoi тa пaрвoi фаз. Як гrомецrи.rrrий
тrМIIлaT BиcTyIIzшoтЬ кpaгrлi аrpозoJIIo poзЧиЕy TrTpaхдopидy TI{тaнy B TrтpaюIopи,цl
ByгЛrIIю.
190
i*
0nB
А
Е о,с
i!
f
?0,4
Ф
Еoэ
Тi {}
Bивчення моpфолoгii й сщyктypи чaсТиIloк поIfflЗtlJlo' що мaтеpiaп, oщимaний зa
з€lпpoпolloBallolo мrTo.циIсoIо' сIО'Ia,цaсться ' з пoрonGII.rIIIrих сфеp. flлощa повеpхнi
сиrттезotsaнoго мaтерiaгry стaнoвиTЬ - 90 м2lг. Товптина стiнoк noio*"""'* *u"',*oo
стaIIoвить - 10 _ 20 % вiд Тx зовнiцrньoго дiaмещy i кopелroе з зa.цa!{oro кoнцентpardiсro
poзtlиI{y. Мaтеpiал, висутпeний IIpи теlliпrpaтypi 400 К y вaкyyмi 10 ' Па, n" *io,,no
.цoмiлroк пpoмiжниx пpодуктiв pсartцii гiдpoлiзy чoTI{p}IxJIoрисToго TитaIгy i
кpисталiзyсться в стpщт1pi al{aTaзy. Biдпa.шoвatrня IIpи TrМПеpaтуpl ioоо К нa пpотязi 12
гo,ц IIpиBolg,Iть дo prкpиcTалiзaцii aнатaзноТ модифiкaцii мaтеpialry стiцок Цopo)KЕиIrl{иx
9Феn лo сTрyктypи pyтI{лy i,цo пoвногo зIIикн€IIIiя лiнiI1 врлeц.
-i
*opy в olке.спекщi.
У пpиповеpxнiй облaстi - 5 -,v нм мaтеpiaл збaгaчений IIo кIlснIo' в oб,емi мaтеpia.liy
(- 20i,l ttм) iснyе вiдхилeIilUI скJIaДy вiд отехioметpиIII{oго в сторolly збiднiння ,,o n,"Ь.
.
Потеrrцiйяi 1тliка'ъlri зaстoсyBalr}lя цЬoгo МaТерiа'ry мохсрь бyти в raл'ЗЯX
кaтa.шiзy, cТBopеI{IlJI пoкpиттiв з спеЦiа,rьними BластиBocTяI\4и. тоIlto.
Лiтеparypа
l. Пaлченков Г.M., Ле6eдев B.П.. Хlшr,rичесI(iUI киIIеTикa I{ кaТаЛи3. _ M.: Химия . 1974. _
592 c"
2. Тoпoхимический I{apцIpyT сI.IIlTезa TексTyp в фоpме IIoЛЬD( сфеp / С.С. Беpдонoсoв,
o.И. Бyзин, И.B. Мелихoв, A.Г. Богдaнов // Becтн.lИoск. yн.тi.-Cеp. 2..Xимия,_
1998. _ T. 39, Ns 2. - 1З4 c.
3. Cинтез IIopoжIrиIIItш( нaносфеp з oксиДy кpемнiro i П.П. Гopбик, I.B. flyбpовiн, o.A.
Cпiвaк, М'M. Фiдоненкo, o.o.Чyйкo // IlaнoсltсTеl\,tи' нaяомaтеpiаrrи, нaноЪехнологii.
2005. - T.з' J\!з. C. 653 _ 660.
4. A room.tеmpеrature apprоaсh tо borоn nitride hоllоw sphеrеs / L.Y' Chеn, Y.L. Gu, L'
shi, Z'FI. Yang, J.H. Мъ Y.Т. Qian /lSоlid state сommrrniс. _20a4' v. lз0, N.8. P' 537 -
540.
5. Shihо H., Kawahashi ].{. Titanium соmpounds as сoatings оn polystyrеnе latiсеs and as
hоllow sphегеs // Сo||aid.Pоlyn Sсi. - 2000. 2,78:27o*274
6. . Pоlyanilinе-siliсa соmpоsitе сonduсtivе сaрsulеs and hollоw spherеs l Z. Niu; Z. Yang; Z'
}lц Y. Lu, С.C. \Ian ll Аdv. Funсtional Мatеr. * 2003. - v. 1з, N.l2. _P. g4g *954.
7. Synthеsis of mеsosсоpiс hоllоw sфеres and innеr surjaсe funсtiоnalizеd hollow sphrrеs оf
titаnium diоxidе by thе liquid phasе dеpositiоn mеthоd i Y. Aoi, }I. Kambayashi, Е.
Kamijo, S. Deki, eta].. llJ. Мatеr. Rеs. *2003' -v.18, N.12. - P'28з2- 2836.
8. Nanо-еmbоssеd hоllow spheriсal Tioz as bifrrnсtionаl matеriаl for high-еffiсiеnсy dyе-
sеnsitizеd sоlar сеlls / H.-J' Koo, Y.J. Kirn, Y"H. Lее, W.I. Lее' K. Kim, N.-G , parкit ьiу.
}4atеr. _ V. 20, Is. 1. * P. |95 _ |99.
9. Саruso F., Carusо R.A., Мсihwald H. Nаnoеnginеегing of inоrgаniс and hybrid hollоw
sphеrеs by сollоidal tеrпplating// Sсiеnсе 6._1998,-У.282,ttl. iзяt. _P. 1ll1 _ t 1i4.
10. A Novеl Titаnia Меmbranе with Uniform Мaсropоrеs / Ni PеiGец Chеng tsing.Ying,
Dоng Pеng' ZhangDao-Zhоng // Chinсsе Phys. Lеtt. _ 200l . - v. 1 8. _ P. 1610 * lilz
11. Syoufiаrr A., Satriya o.H., Nаkashima K. Рhоtосatalуtic асtivity of titania hо1low sphеrеs:
Phоtodесоmроsition оf rnеthylеnе bluе as a tаxgrt molесulе t/ сataт. Communiоaiiоns. _
2a07. _\/. 8' Iss. 5. -Р' 755 - 759.
12' Sоng Х., Gao L.. Fabriсаtiоn.of Hоllоlv Hybrid Мiсrоsphеrеs Cоatеd with Siliсa /Titanta
via Sоl-Gеl Prосеss аnd Еnhanсed Рhotoсatalytiс Aсtiйtiеs l/ J. Phys. Chеm. * 20a7. * v.
1 l 1 ' N . 2 З . _ P . 8 1 8 0 * 8 l 8 7 .
l3. Titаnium diоxidе pigmеnt сoatеd wiй hollо'и,l bodiеs and mеthod for its manцfaсturе
Unitеd Statеs Patеnt 7288|46.
r91
14. Yоshifumi Aoi, Hisaе Kambayashi, Еiji Kamijо, Shigеhitв Dеki. Synthеsis оf mеsosсopiс
hollоw sphеrеs and innеr.surfaсе funсtiоnalizеd hоllow sphеrеs оftitanium dioxidе by thе
liquid phase dеpоsition methоd ll I.Ьlater. Rеs. - V. 18, N. l2. .-P.28з2 _28З6.
i5.Ir4Ъsоsсоpiс Photoniс Сrystals Мadе of Tio2 Hоllоw Sphеrеs Connесtеd by Сylindтiсai
ТuЬеs / Yong.zheng Zhu, Hоng-bо Сhеn' Yan-ping Wаng, Zhi-hui Li' YanJing Cao and
Yuan-birr Chi // Chеm. Lеtt. _ 2006. _ V. з5, N. 7. _P.756.
16. Wеihua Shещ Yufang Zhu, Хiaоping Dоng, Jinlоu Gu and Jianiin Shi A Nеw Stratеgy tо
Synthеsizе Тioz-hоllow Sphеrеs Using Сarbon Sphеrеs as Tеmplatе // Сhеm. Lетt. - 2005.
- v. з4, N. 6. _ P. 840"
17' Hоlgеr strohm' Pееr Lоbmann. Assеmbly оf hollow sфеrеs by tеrnplatеd liquid phasе
dеpositiоn fоllойng thе prinсiplеs of biominеralisation /l J. Мatеr . Сhеm. - 2004. _ N. 14.
- P. 138 - 140.
18. Pan Fеng, Zhang Junying, Zhаng Wсiъ,еi' Cai Chao, Wang, Тianmin Тioz Array Films
йth CоntrollablЬ Мorphologу |l I. Рhys. Сhеm. С. _2001' ' v. 11l' N. 23. - P. 8180 *
81 87 .
|9.TiОzarray films with сontrоllabiе mоrphоlоgy / F. Pап, J. Zhang, $/. Zhang' С. Cai, Т.
Wang l/J Nanosоi Nanоtесhnоl. - 2008. _ V. 8, N' 5. _ P. 2532-26з6,
сиIlTЕз и CTPУкTУPA IIoЛЬIx I{AIIOCФЕP ДиoкСиДA
TT{TATIA
П.II. Гоpбик' и.B. flyбровин,Iо.A..{eмиeнко, Г.H. Кашrин
Инсrпumуm хu]wl'ru |,oвеpхtЮcmu ulа. А.А. ЧуЙкo IIАH Укpаuны
ул. Генеpала lIауnаoвсl 17' 03164 Кuев-l64
Ilpеdлoэtсен меmod noЛучeныя mвepdьш noльlх cфеpuческ,ltх 74uкpoч{Iсmuц
duoкcudq m||mанa, ЗаI{I'ючanoщuйся в npoвеdенuu pеакцltu zudpoлuзc mempаэслopudа
mumанa в паpсN вodьl tlлu а]уtмttсlка нa пОвеpхнocmu коtxе".lь с|эpoЗО.тIя, i1ollучеIt|tс}zО nуmеJу{
ульmpаЗвуI{oioza duсnepzupoвсl|1uя pаcmвopа mrmpqхЛopu\а mumана в uнduффepенmн,ь|х
zudpoфo1ных pасmвapцmеJlЯх. Сoсmав u сmpуflnуpa сшlmeЗupoвсttlных noJlьLt наI|oс{prp
duoксudа mumа!7а u3)/че1|ь1 меmodалlu элекmpoннoit 'уtuкpoсКottuu, patmzвнoфазовozo u
duффеpенцuaпънomеpмuчrскozo {IнаJluloв u Оlюе-cnекmpo cкonuu.
sYNTHЕsIs AND STRUсTURЕ oF TITANIUM DIOхIDЕ,
HoLLow NANosP}IЕRЕs
P.P. Gorbih I.v. Dubrоvin, Ju.o. Demсhеnko, G.М. Kаshin
Сhuiko Institutе of Surfаcе Сhеmistrу, Nаtionаl Аcаdemу o1 Sciеnсеs of Ulсrаiпe
Gеnеrсll Nаumov Str'' 17, 03164 Kуiv -164, Ukrаiпе
I{аrd holloуу sphericаl nanopаrtiсlеS of titоnium diохide havе bееn fаbricаted bу
|rydrolуsis af titаnium tеtrасh|oridе an thе suфcе af аеrosol droplеts in thе аtmosphеrе 9f
wс$еr or аmmoпiа vаpor. Thе аеrosal droplеts werе obtainеd bу altrаsonic dispеrsioп of а
solution of titаniuш tеtrаchloridе in ап inеrt hуdrophobiс solvеnt. Thе composition аnd
Structurе
"оf
thе sуnthеsizеd hollow nаnosphеrеs of titаnium dioхidе wеrе dеtеrminеd bу
еlectron microsсopу, TDА, X.rау аnаlуsis аnd Аugеr-еlеctron Spеctrosсopу.
192
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-376 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:10:38Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/0d/3635d0deb9a0de80549861aad804d20d.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3762018-11-27T09:39:36Z Synthesis and structure of titanium dioxide hollow nanospheres Синтез и структура полых наносфер диоксида титана Синтез і структура порожнинних наносфер діоксиду титану Gorbik, P. P. Dubrovin, I. V. Demchenko, Ju. O. Kashin, G. M. Hard hollow spherical nanoparticles of titanium dioxide have been fabricated by hydrolysis of titanium tetrachloride on the surface of aerosol droplets in the atmosphere of water or ammonia vapor. The aerosol droplets were obtained by ultrasonic dispersion of a solution of titanium tetrachloride in an inert hydrophobic solvent. The composition and structure of the synthesized hollow nanospheres of titanium dioxide were determined by electron microscopy, TDA, X-ray analysis and Auger-electron spectroscopy. Предложен метод получения твердых полых сферических микрочастиц диоксида титана, заключающийся в проведении реакции гидролиза тетрахлорида титана в парах воды или аммиака на поверхности капель аэрозоля, полученного путем ультразвукового диспергирования раствора тетрахлорида титана в индифферентных гидрофобных растворителях. Состав и структура синтезированных полых наносфер диоксида титана изучены методами электронной микроскопии, рентгенофазового и дифференциальнотермического анализов и Оже-спектроскопии. Запропоновано метод одержання твердих порожнинних сферичних мікрочастинок діоксиду титану, який полягає в проведенні реакції гідролізу тетрахлориду титану у парах води або аміаку на поверхні крапель аерозолю, отриманого шляхом ультразвукового диспергування розчину тетрахлориду титану в індиферентних гідрофобних розчинниках. Склад і структура синтезованих порожнинних наносфер діоксиду титану вивчені методами електронної мікроскопії, рентгенофазового і диференціальнотермічного аналізів і Оже-спектроскопії. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2009-08-09 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/376 Surface; No. 1(16) (2009): Surface; 185-192 Поверхность; № 1(16) (2009): Поверхность; 185-192 Поверхня; № 1(16) (2009): Поверхня; 185-192 3154-8091 3154-8083 uk https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/376/373 Авторське право (c) 2009 P.P. Gorbik, V. Dubrovin, Ju.O. Demchenko, G.M. Kashin |
| spellingShingle | Gorbik, P. P. Dubrovin, I. V. Demchenko, Ju. O. Kashin, G. M. Синтез і структура порожнинних наносфер діоксиду титану |
| title | Синтез і структура порожнинних наносфер діоксиду титану |
| title_alt | Synthesis and structure of titanium dioxide hollow nanospheres Синтез и структура полых наносфер диоксида титана |
| title_full | Синтез і структура порожнинних наносфер діоксиду титану |
| title_fullStr | Синтез і структура порожнинних наносфер діоксиду титану |
| title_full_unstemmed | Синтез і структура порожнинних наносфер діоксиду титану |
| title_short | Синтез і структура порожнинних наносфер діоксиду титану |
| title_sort | синтез і структура порожнинних наносфер діоксиду титану |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/376 |
| work_keys_str_mv | AT gorbikpp synthesisandstructureoftitaniumdioxidehollownanospheres AT dubroviniv synthesisandstructureoftitaniumdioxidehollownanospheres AT demchenkojuo synthesisandstructureoftitaniumdioxidehollownanospheres AT kashingm synthesisandstructureoftitaniumdioxidehollownanospheres AT gorbikpp sintezistrukturapolyhnanosferdioksidatitana AT dubroviniv sintezistrukturapolyhnanosferdioksidatitana AT demchenkojuo sintezistrukturapolyhnanosferdioksidatitana AT kashingm sintezistrukturapolyhnanosferdioksidatitana AT gorbikpp sintezístrukturaporožninnihnanosferdíoksidutitanu AT dubroviniv sintezístrukturaporožninnihnanosferdíoksidutitanu AT demchenkojuo sintezístrukturaporožninnihnanosferdíoksidutitanu AT kashingm sintezístrukturaporožninnihnanosferdíoksidutitanu |