Морфологічні та текстурні ефекти желювання та механохімічної активації сухих та змочених простих та складних нанооксидів
The characteristics and properties of fumed oxides depend strongly on various external actions that is of importance from a practical point of view. Therefore, gelation or high-pressure cryogelation (HPC) of aqueous media pure or with 0.1 M NaCl, and mechanochemical activation (MCA) of dry or wetted...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/640 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543939948969984 |
|---|---|
| author | Gun’ko, V. M. |
| author_facet | Gun’ko, V. M. |
| author_sort | Gun’ko, V. M. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-12-22T07:57:12Z |
| description | The characteristics and properties of fumed oxides depend strongly on various external actions that is of importance from a practical point of view. Therefore, gelation or high-pressure cryogelation (HPC) of aqueous media pure or with 0.1 M NaCl, and mechanochemical activation (MCA) of dry or wetted powders of individual (silica, alumina, their mechanical blends) and complex (silica/titania, alumina/silica/titania, AST1, AST1/A–300) nanooxides were studied to analyze the influence of the nanooxide composition, particulate morphology, and preparation conditions on changes in the morphological and textural characteristics of treated samples. The temperature-pressure behavior of different phases (silica, alumina, and titania) under HPC can result in destroy of complex core-shell nanoparticles (100–200 nm in size) in contrast to small nonporous nanoparticles, NPNP (5–20 nm). The textural characteristics of nanooxides are sensitive to any external actions due to compaction of such supra-NPNP structures as aggregates of nanoparticles, agglomerates of aggregates, and visible structures in powders. The compaction of supra-NPNP enhances the pore volume but much weakly affects the specific surface area (with one exception of AST1) because small NPNP are relatively stable during any external actions (HPC, MCA). The compacted materials are characterized by enhanced mesoporosity shifted to macroporosity with decreasing specific surface area and increasing sizes of nanoparticles or to mesopores with increasing MCA time or amounts of water in wetted powders. At low hydration of the A–300 powder (h = 0.5 g/g), the value of SBET slightly increases if MCA is provided by stirring or ball-milling. Diminution of the freezing temperature from 208 to 77.4 K during HPC results in enhanced compaction of aggregates and agglomerates but this does not practically affect the primary nanoparticles. The degree of decomposition of core-shell nanoparticles of AST1 does not practically increase with decreasing freezing temperature from 208 to 77.4 K. Decomposition of core-shell AST1 particles is inhibited under HPC by added A–300 (1 : 1) working as a damper. |
| first_indexed | 2025-09-24T17:25:25Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-640 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-09-24T17:45:45Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6402022-12-22T07:57:12Z Morphologic and textural effects of gelation and mechanochemical activation on dry or wetted simple and complex nanooxides Морфологічні та текстурні ефекти желювання та механохімічної активації сухих та змочених простих та складних нанооксидів Gun’ko, V. M. nanosilica nanoalumina silica/titania alumina/silica/titania high-pressure cryogelation morphological and textural characteristics нанокремнезем нанооксид алюмінію кремнезем/титан глинозем/кремнезем/титан кріогелеляція під високим тиском морфологічні та текстурні характеристики The characteristics and properties of fumed oxides depend strongly on various external actions that is of importance from a practical point of view. Therefore, gelation or high-pressure cryogelation (HPC) of aqueous media pure or with 0.1 M NaCl, and mechanochemical activation (MCA) of dry or wetted powders of individual (silica, alumina, their mechanical blends) and complex (silica/titania, alumina/silica/titania, AST1, AST1/A–300) nanooxides were studied to analyze the influence of the nanooxide composition, particulate morphology, and preparation conditions on changes in the morphological and textural characteristics of treated samples. The temperature-pressure behavior of different phases (silica, alumina, and titania) under HPC can result in destroy of complex core-shell nanoparticles (100–200 nm in size) in contrast to small nonporous nanoparticles, NPNP (5–20 nm). The textural characteristics of nanooxides are sensitive to any external actions due to compaction of such supra-NPNP structures as aggregates of nanoparticles, agglomerates of aggregates, and visible structures in powders. The compaction of supra-NPNP enhances the pore volume but much weakly affects the specific surface area (with one exception of AST1) because small NPNP are relatively stable during any external actions (HPC, MCA). The compacted materials are characterized by enhanced mesoporosity shifted to macroporosity with decreasing specific surface area and increasing sizes of nanoparticles or to mesopores with increasing MCA time or amounts of water in wetted powders. At low hydration of the A–300 powder (h = 0.5 g/g), the value of SBET slightly increases if MCA is provided by stirring or ball-milling. Diminution of the freezing temperature from 208 to 77.4 K during HPC results in enhanced compaction of aggregates and agglomerates but this does not practically affect the primary nanoparticles. The degree of decomposition of core-shell nanoparticles of AST1 does not practically increase with decreasing freezing temperature from 208 to 77.4 K. Decomposition of core-shell AST1 particles is inhibited under HPC by added A–300 (1 : 1) working as a damper. Характеристики та властивості пірогенних оксидів суттєво залежать від різних зовнішніх впливів, що є важливим з практичної точки зору. Тому було досліджено вплив желювання та желювання при високому тиску (ЖВТ) водних суспензій, чистих та при 0.1 M NaCl, та механохімічної активації (МХА) сухих та змочених порошків індивідуальних (кремнезем, оксид алюмінію та їхні суміші) та складних (SiO2/TiO2 (ST), Al2O3/SiO2/TiO2 (AST), AST/А-300) нанолоксидів для визначення впливу їхнього складу та морфології, а також умов приготування на зміни морфологічних та текстурних характеристик тренованих зразків. Поведінка різних фаз (SiO2, TiO2 та Al2O3) нанооксидів в залежності від температури, тиску та середовища при ЖВТ може призводити до руйнування складних наночастинок типу ядро-оболонка (розміром 100–200 нм), на відміну від малих наночастинок (5–20 нм). Текстурні характеристики нанооксидів є чутливими до будь-якого зовнішнього впливу внаслідок ущільнення супрачастинок (агрегатів наночастинок, агломератів агрегатів та видимих структур порошків. Ущільнення супрачастинок приводить до збільшення об’єму пор, що визначається за адсорбцією азоту, та деякому зменшенню питомої поверхні (за винятком AST1), оскільки малі наночастинки є стабільними за використаних умов тренування. Ущільнені нанооксиди характеризуються посиленою мезопористю зі зсувом піку розподілу пор за розміром у бік макропор при зменшенні питомої поверхні (тобто при збільшенні розмірів наночастинок) або мезопор при збільшенні часу МХА чи кількості води у змочених порошках. При малій гідратації A–300 (h = 0.5 г/г) питома поверхня навіть збільшується при МХА. Зменшення температури ЖВТ з 208 до 77.4 K призводить до посилення ущільнення супрачастинок, проте це не впливає на зміни морфології наночастинок. Це також не впливає на ефект руйнування великих AST наночастинок типу ядро-оболонка. Проте руйнування цих частинок суттєво зменшується при додаванні А–300 до AST1 (1:1), тобто малі частинки обумовлюють демпферний ефект. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2022-12-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/640 10.15407/hftp13.04.361 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 13 No. 4 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 361-382 Химия, физика и технология поверхности; Том 13 № 4 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 361-382 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 13 № 4 (2022): Хімія, фізика та технологія поверхні; 361-382 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp13.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/640/653 Copyright (c) 2022 V. M. Gun’ko |
| spellingShingle | нанокремнезем нанооксид алюмінію кремнезем/титан глинозем/кремнезем/титан кріогелеляція під високим тиском морфологічні та текстурні характеристики Gun’ko, V. M. Морфологічні та текстурні ефекти желювання та механохімічної активації сухих та змочених простих та складних нанооксидів |
| title | Морфологічні та текстурні ефекти желювання та механохімічної активації сухих та змочених простих та складних нанооксидів |
| title_alt | Morphologic and textural effects of gelation and mechanochemical activation on dry or wetted simple and complex nanooxides |
| title_full | Морфологічні та текстурні ефекти желювання та механохімічної активації сухих та змочених простих та складних нанооксидів |
| title_fullStr | Морфологічні та текстурні ефекти желювання та механохімічної активації сухих та змочених простих та складних нанооксидів |
| title_full_unstemmed | Морфологічні та текстурні ефекти желювання та механохімічної активації сухих та змочених простих та складних нанооксидів |
| title_short | Морфологічні та текстурні ефекти желювання та механохімічної активації сухих та змочених простих та складних нанооксидів |
| title_sort | морфологічні та текстурні ефекти желювання та механохімічної активації сухих та змочених простих та складних нанооксидів |
| topic | нанокремнезем нанооксид алюмінію кремнезем/титан глинозем/кремнезем/титан кріогелеляція під високим тиском морфологічні та текстурні характеристики |
| topic_facet | nanosilica nanoalumina silica/titania alumina/silica/titania high-pressure cryogelation morphological and textural characteristics нанокремнезем нанооксид алюмінію кремнезем/титан глинозем/кремнезем/титан кріогелеляція під високим тиском морфологічні та текстурні характеристики |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/640 |
| work_keys_str_mv | AT gunkovm morphologicandtexturaleffectsofgelationandmechanochemicalactivationondryorwettedsimpleandcomplexnanooxides AT gunkovm morfologíčnítateksturníefektiželûvannâtamehanohímíčnoíaktivacíísuhihtazmočenihprostihtaskladnihnanooksidív |