Електропровідні композити на основі TiO2 та вуглецевих наноструктур, виготовлені при використанні 3D друку технології CJP
The mechanical mixtures of titanium oxide (TiO2) with carbon nanostructures for 3D printing of CJP technology, which are used as consumables for the manufacturing of electrically conductive composite 3D products, are created in this work. Various carbon nanostructures (single- and multi-walled carbo...
Gespeichert in:
| Datum: | 2022 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/645 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543939406856192 |
|---|---|
| author | Zolotarenk, Ol. D Rudakova, E. P. Akhanova, N. Y. Zolotarenko, An. D. Shchur, D. V. Gabdullin, M. T. Ualkhanova, M. N. Gavrylyuk, N. A. Chymbai, M. V. Myronenko, T. V. Zagorulko, I. V. Zolotarenko, A. D. Havryliuk, O. O. |
| author_facet | Zolotarenk, Ol. D Rudakova, E. P. Akhanova, N. Y. Zolotarenko, An. D. Shchur, D. V. Gabdullin, M. T. Ualkhanova, M. N. Gavrylyuk, N. A. Chymbai, M. V. Myronenko, T. V. Zagorulko, I. V. Zolotarenko, A. D. Havryliuk, O. O. |
| author_sort | Zolotarenk, Ol. D |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-12-22T07:58:25Z |
| description | The mechanical mixtures of titanium oxide (TiO2) with carbon nanostructures for 3D printing of CJP technology, which are used as consumables for the manufacturing of electrically conductive composite 3D products, are created in this work. Various carbon nanostructures (single- and multi-walled carbon nanotubes and carbon nanofibers) were used in the creation of composite 3D products (TiO2–СNS) by CJP 3D printing technology. Optimal conditions for processing of mechanical mixtures (TiO2/MWCNT) on a planetary ball mixer for composite 3D products (CJP) were studied and proposed. The dose of the deformation influence on the mechanical mixture under optimal conditions of mechanochemical processing (76 J/g), which allows not to deteriorate the electrical conductivity of the material, is determined.The dependence of the electrical conductivity of composite 3D products (CNS/TiO2, where the CNS content is 3 wt. %) on the type of carbon nanostructures (SWCNT, MWCNT and CNF) contained in ceramics (TiO2), is constructed. The exponential dependence of the specific electrical conductivity (G) of composite 3D products (TiO2–MWCNT) on the mass content of multi-walled carbon nanotubes, is also recorded in the work.In the framework of the study of the electrical conductivity of composite 3D products (CJP), a fuel cell cathode based on a Pt/TiO2–MWCNT composite was created. It was found that the catalyst Pt/TiO2–MWCNT, which contains 5 wt. % of carbon nanotubes, has the best catalytic activity in oxygen recovery. At the same time, the average particle size of platinum (Pt) is 5–10 nm, while the content of Pt in the EDX samples is approximately ~10 wt. %. Also, studies were carried out from the mixing of Pt/TiO2-MWCNT composites with MWCNT content 15 and 50 wt. %. Samples were analyzed by transmission and scanning electron microscopy. |
| first_indexed | 2025-09-24T17:25:26Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-645 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-09-24T17:45:46Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6452022-12-22T07:58:25Z Electrically conductive composites based on TiO2 and carbon nanostructures manufactured using 3D printing of CJP technology Електропровідні композити на основі TiO2 та вуглецевих наноструктур, виготовлені при використанні 3D друку технології CJP Zolotarenk, Ol. D Rudakova, E. P. Akhanova, N. Y. Zolotarenko, An. D. Shchur, D. V. Gabdullin, M. T. Ualkhanova, M. N. Gavrylyuk, N. A. Chymbai, M. V. Myronenko, T. V. Zagorulko, I. V. Zolotarenko, A. D. Havryliuk, O. O. carbon nanostructures (CNS) nanocomposite (TiO2–CNS) titanium oxide (TiO2) electrical conductivity catalytic activity carbon nanotubes (CNT) Pt/TiO2–CNT 3D printing CJP fuel cell additive technology hydrogen energy вуглецеві наноструктури (ВНС) нанокомпозит (TiO2–ВНC) оксид титану (TiO2) електропровідність каталітична активність вуглецеві нанотрубки (ВНТ) Pt/TiO2–ВНТ 3D друк адитивна технологія CJP паливна комірка воднева енергетика The mechanical mixtures of titanium oxide (TiO2) with carbon nanostructures for 3D printing of CJP technology, which are used as consumables for the manufacturing of electrically conductive composite 3D products, are created in this work. Various carbon nanostructures (single- and multi-walled carbon nanotubes and carbon nanofibers) were used in the creation of composite 3D products (TiO2–СNS) by CJP 3D printing technology. Optimal conditions for processing of mechanical mixtures (TiO2/MWCNT) on a planetary ball mixer for composite 3D products (CJP) were studied and proposed. The dose of the deformation influence on the mechanical mixture under optimal conditions of mechanochemical processing (76 J/g), which allows not to deteriorate the electrical conductivity of the material, is determined.The dependence of the electrical conductivity of composite 3D products (CNS/TiO2, where the CNS content is 3 wt. %) on the type of carbon nanostructures (SWCNT, MWCNT and CNF) contained in ceramics (TiO2), is constructed. The exponential dependence of the specific electrical conductivity (G) of composite 3D products (TiO2–MWCNT) on the mass content of multi-walled carbon nanotubes, is also recorded in the work.In the framework of the study of the electrical conductivity of composite 3D products (CJP), a fuel cell cathode based on a Pt/TiO2–MWCNT composite was created. It was found that the catalyst Pt/TiO2–MWCNT, which contains 5 wt. % of carbon nanotubes, has the best catalytic activity in oxygen recovery. At the same time, the average particle size of platinum (Pt) is 5–10 nm, while the content of Pt in the EDX samples is approximately ~10 wt. %. Also, studies were carried out from the mixing of Pt/TiO2-MWCNT composites with MWCNT content 15 and 50 wt. %. Samples were analyzed by transmission and scanning electron microscopy. В роботі створено механічні суміші оксиду титану (TiO2) з вуглецевими наноструктурами для 3D друку технології CJP, які використовують як витратну сировину для виготовлення електропровідних композитних 3D виробів. Використано різні вуглецеві наноструктури (одно- і багатостінні вуглецеві нанотрубки та вуглецеві нановолокна) у створенні композитних 3D виробів (TiO2–ВНС) технологією 3D друку CJP.Досліджено і запропоновано оптимальні умови обробки механічних сумішей (TiO2/БВНТ) на планетарному кульовому змішувачі для композитних 3D виробів (CJP). Визначена доза деформаційного впливу на механічну суміш при оптимальних умовах механохімічної обробки (76 Дж/г), що дозволяє не погіршити електропровідність матеріалу.Побудована залежність електропровідності композитних 3D виробів (ВНС/TiO2, де вміст ВНС 3 мас. %) від типу вуглецевих наноструктур (ОВНТ, БВНТ та ВНВ), що містяться в кераміці (TiO2). Також в роботі зафіксована експоненціальна залежність питомої електропровідності (G) композитних 3D виробів (TiO2–БВНТ) від масового вмісту багатостінних вуглецевих нанотрубок.В рамках дослідження електропровідності композитних 3D виробів (CJP) створено катод паливної комірки на основі композиту Pt/TiO2–БВНТ. Встановлено, що каталізатор Pt/TiO2–БВНТ, який містить 5 мас. % вуглецевих нанотрубок, має найкращу каталітичну активність у відновленні кисню. При цьому середній розмір частинок платини (Pt) складає 5–10 нм, а вміст Pt в зразках за даними EDX становить приблизно ~10 мас. %. Також проведені дослідження із створення композиту Pt/TiO2–БВНТ із вмістом БВНТ 15 та 50 мас. %. Проведено аналіз зразків просвічуючою і скануючою електронною мікроскопією. 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/645 10.15407/hftp13.04.415 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 13 No. 4 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 415-424 Химия, физика и технология поверхности; Том 13 № 4 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 415-424 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 13 № 4 (2022): Хімія, фізика та технологія поверхні; 415-424 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp13.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/645/657 Copyright (c) 2022 Ol. D Zolotarenk, E. P. Rudakova, N. Y. Akhanova, An. D. Zolotarenko, D. V. Shchur, M. T. Gabdullin, M. N. Ualkhanova, N. A. Gavrylyuk, M. V. Chymbai, T. V. Myronenko, I. V. Zagorulko, A. D. Zolotarenko, O. O. Havryliuk |
| spellingShingle | вуглецеві наноструктури (ВНС) нанокомпозит (TiO2–ВНC) оксид титану (TiO2) електропровідність каталітична активність вуглецеві нанотрубки (ВНТ) Pt/TiO2–ВНТ 3D друк адитивна технологія CJP паливна комірка воднева енергетика Zolotarenk, Ol. D Rudakova, E. P. Akhanova, N. Y. Zolotarenko, An. D. Shchur, D. V. Gabdullin, M. T. Ualkhanova, M. N. Gavrylyuk, N. A. Chymbai, M. V. Myronenko, T. V. Zagorulko, I. V. Zolotarenko, A. D. Havryliuk, O. O. Електропровідні композити на основі TiO2 та вуглецевих наноструктур, виготовлені при використанні 3D друку технології CJP |
| title | Електропровідні композити на основі TiO2 та вуглецевих наноструктур, виготовлені при використанні 3D друку технології CJP |
| title_alt | Electrically conductive composites based on TiO2 and carbon nanostructures manufactured using 3D printing of CJP technology |
| title_full | Електропровідні композити на основі TiO2 та вуглецевих наноструктур, виготовлені при використанні 3D друку технології CJP |
| title_fullStr | Електропровідні композити на основі TiO2 та вуглецевих наноструктур, виготовлені при використанні 3D друку технології CJP |
| title_full_unstemmed | Електропровідні композити на основі TiO2 та вуглецевих наноструктур, виготовлені при використанні 3D друку технології CJP |
| title_short | Електропровідні композити на основі TiO2 та вуглецевих наноструктур, виготовлені при використанні 3D друку технології CJP |
| title_sort | електропровідні композити на основі tio2 та вуглецевих наноструктур, виготовлені при використанні 3d друку технології cjp |
| topic | вуглецеві наноструктури (ВНС) нанокомпозит (TiO2–ВНC) оксид титану (TiO2) електропровідність каталітична активність вуглецеві нанотрубки (ВНТ) Pt/TiO2–ВНТ 3D друк адитивна технологія CJP паливна комірка воднева енергетика |
| topic_facet | carbon nanostructures (CNS) nanocomposite (TiO2–CNS) titanium oxide (TiO2) electrical conductivity catalytic activity carbon nanotubes (CNT) Pt/TiO2–CNT 3D printing CJP fuel cell additive technology hydrogen energy вуглецеві наноструктури (ВНС) нанокомпозит (TiO2–ВНC) оксид титану (TiO2) електропровідність каталітична активність вуглецеві нанотрубки (ВНТ) Pt/TiO2–ВНТ 3D друк адитивна технологія CJP паливна комірка воднева енергетика |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/645 |
| work_keys_str_mv | AT zolotarenkold electricallyconductivecompositesbasedontio2andcarbonnanostructuresmanufacturedusing3dprintingofcjptechnology AT rudakovaep electricallyconductivecompositesbasedontio2andcarbonnanostructuresmanufacturedusing3dprintingofcjptechnology AT akhanovany electricallyconductivecompositesbasedontio2andcarbonnanostructuresmanufacturedusing3dprintingofcjptechnology AT zolotarenkoand electricallyconductivecompositesbasedontio2andcarbonnanostructuresmanufacturedusing3dprintingofcjptechnology AT shchurdv electricallyconductivecompositesbasedontio2andcarbonnanostructuresmanufacturedusing3dprintingofcjptechnology AT gabdullinmt electricallyconductivecompositesbasedontio2andcarbonnanostructuresmanufacturedusing3dprintingofcjptechnology AT ualkhanovamn electricallyconductivecompositesbasedontio2andcarbonnanostructuresmanufacturedusing3dprintingofcjptechnology AT gavrylyukna electricallyconductivecompositesbasedontio2andcarbonnanostructuresmanufacturedusing3dprintingofcjptechnology AT chymbaimv electricallyconductivecompositesbasedontio2andcarbonnanostructuresmanufacturedusing3dprintingofcjptechnology AT myronenkotv electricallyconductivecompositesbasedontio2andcarbonnanostructuresmanufacturedusing3dprintingofcjptechnology AT zagorulkoiv electricallyconductivecompositesbasedontio2andcarbonnanostructuresmanufacturedusing3dprintingofcjptechnology AT zolotarenkoad electricallyconductivecompositesbasedontio2andcarbonnanostructuresmanufacturedusing3dprintingofcjptechnology AT havryliukoo electricallyconductivecompositesbasedontio2andcarbonnanostructuresmanufacturedusing3dprintingofcjptechnology AT zolotarenkold elektroprovídníkompozitinaosnovítio2tavuglecevihnanostrukturvigotovleníprivikoristanní3ddrukutehnologíícjp AT rudakovaep elektroprovídníkompozitinaosnovítio2tavuglecevihnanostrukturvigotovleníprivikoristanní3ddrukutehnologíícjp AT akhanovany elektroprovídníkompozitinaosnovítio2tavuglecevihnanostrukturvigotovleníprivikoristanní3ddrukutehnologíícjp AT zolotarenkoand elektroprovídníkompozitinaosnovítio2tavuglecevihnanostrukturvigotovleníprivikoristanní3ddrukutehnologíícjp AT shchurdv elektroprovídníkompozitinaosnovítio2tavuglecevihnanostrukturvigotovleníprivikoristanní3ddrukutehnologíícjp AT gabdullinmt elektroprovídníkompozitinaosnovítio2tavuglecevihnanostrukturvigotovleníprivikoristanní3ddrukutehnologíícjp AT ualkhanovamn elektroprovídníkompozitinaosnovítio2tavuglecevihnanostrukturvigotovleníprivikoristanní3ddrukutehnologíícjp AT gavrylyukna elektroprovídníkompozitinaosnovítio2tavuglecevihnanostrukturvigotovleníprivikoristanní3ddrukutehnologíícjp AT chymbaimv elektroprovídníkompozitinaosnovítio2tavuglecevihnanostrukturvigotovleníprivikoristanní3ddrukutehnologíícjp AT myronenkotv elektroprovídníkompozitinaosnovítio2tavuglecevihnanostrukturvigotovleníprivikoristanní3ddrukutehnologíícjp AT zagorulkoiv elektroprovídníkompozitinaosnovítio2tavuglecevihnanostrukturvigotovleníprivikoristanní3ddrukutehnologíícjp AT zolotarenkoad elektroprovídníkompozitinaosnovítio2tavuglecevihnanostrukturvigotovleníprivikoristanní3ddrukutehnologíícjp AT havryliukoo elektroprovídníkompozitinaosnovítio2tavuglecevihnanostrukturvigotovleníprivikoristanní3ddrukutehnologíícjp |