Вплив поліморфних модифікацій TiO2 та кількості лимонної кислоти на розмір частинок та утворення кристалітів в літійвмісних оксидах титану при плавленні
The presented work aimed to synthesize and melt lithium- containing titanium oxides in the citric acid media, and to determine the impact of the ratio of TiO2 polymorphic modifications and сitric acid amount on the particle size and crystallite formation. New approaches for changing particle and cry...
Saved in:
| Date: | 2025 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Online Access: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/759 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543964543320064 |
|---|---|
| author | Shcherbatiuk, I. M. Lisnycha, T. V. Pershina, K. D. |
| author_facet | Shcherbatiuk, I. M. Lisnycha, T. V. Pershina, K. D. |
| author_sort | Shcherbatiuk, I. M. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-01-23T12:24:54Z |
| description | The presented work aimed to synthesize and melt lithium- containing titanium oxides in the citric acid media, and to determine the impact of the ratio of TiO2 polymorphic modifications and сitric acid amount on the particle size and crystallite formation. New approaches for changing particle and crystallite size were performed based on the post-synthetic melting treatment in the solid citric acid of the Li- containing TiO2 powders. The X-ray powder diffraction analysis detected the main TiO2 polymorphs phases (anatase, rutile, Ti6O11, Ti3O5, Li0.026TiO2, and lithium titanium oxide (2.7/1.3/4) in all samples prepared via orthotitanic acid alkaline hydrolysis and under the melting route in citric acid media. There was a correlation between the ratio of citric acid in the melting mixture and crystallite size in ending products. The maximum anatase crystallite size (10372 nm) was detected in the samples prepared in media with a large surplus of citric acid. The total pore volume (Vtotal) was calculated from the volume of nitrogen adsorbed converted to liquid at a pressure close to P/P0 = 1. All samples were found to involve two kinds of pores: micropores with approx. 1?2 nm radius, and mesopores with approx. 10?29 nm radius. The samples’ SEM analysis also detected the size of the two kinds of particles in all samples. Increasing amounts of citric acid lead to increasing amounts of particles with size < 100 nm in the presence of small amounts of large-scale (> 900 nm) particles. The maximum pore and particle size were detected after melting treatment TiO2 polymorphs in media with a large surplus of citric acid. It was proposed a scheme of crystallite formation in the presence of Magn?li phases and reductants from the thermal decomposition of citric acid. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:33Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-759 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2026-02-08T08:11:36Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7592026-01-23T12:24:54Z Impact of the TiO2 polymorphic modifications and сitric acid amount on the particle size and crystallite formation of lithium-containing titanium oxides under the melting route Вплив поліморфних модифікацій TiO2 та кількості лимонної кислоти на розмір частинок та утворення кристалітів в літійвмісних оксидах титану при плавленні Shcherbatiuk, I. M. Lisnycha, T. V. Pershina, K. D. The presented work aimed to synthesize and melt lithium- containing titanium oxides in the citric acid media, and to determine the impact of the ratio of TiO2 polymorphic modifications and сitric acid amount on the particle size and crystallite formation. New approaches for changing particle and crystallite size were performed based on the post-synthetic melting treatment in the solid citric acid of the Li- containing TiO2 powders. The X-ray powder diffraction analysis detected the main TiO2 polymorphs phases (anatase, rutile, Ti6O11, Ti3O5, Li0.026TiO2, and lithium titanium oxide (2.7/1.3/4) in all samples prepared via orthotitanic acid alkaline hydrolysis and under the melting route in citric acid media. There was a correlation between the ratio of citric acid in the melting mixture and crystallite size in ending products. The maximum anatase crystallite size (10372 nm) was detected in the samples prepared in media with a large surplus of citric acid. The total pore volume (Vtotal) was calculated from the volume of nitrogen adsorbed converted to liquid at a pressure close to P/P0 = 1. All samples were found to involve two kinds of pores: micropores with approx. 1?2 nm radius, and mesopores with approx. 10?29 nm radius. The samples’ SEM analysis also detected the size of the two kinds of particles in all samples. Increasing amounts of citric acid lead to increasing amounts of particles with size < 100 nm in the presence of small amounts of large-scale (> 900 nm) particles. The maximum pore and particle size were detected after melting treatment TiO2 polymorphs in media with a large surplus of citric acid. It was proposed a scheme of crystallite formation in the presence of Magn?li phases and reductants from the thermal decomposition of citric acid. Ця робота спрямована на синтез та плавлення літійвмісних оксидів титану в середовищі лимонної кислоти й визначення впливу співвідношення поліморфних модифікацій TiO2 та кількості лимонної кислоти на розмір частинок та утворення кристалітів. Нові підходи до зміни розміру частинок і кристалітів були реалізовані на основі постсинтетичного плавлення в твердій лимонній кислоті порошків TiO2, що містять Li. Рентгеноструктурний аналіз виявив основні поліморфні фази TiO2 (анатаз, рутил, Ti6O11, Ti3O5, Li0,026TiO2 та оксититанату літію (2.7/1.3/4) у всіх зразках, отриманих шляхом лужного гідролізу орто-титанової кислоти та плавленням в середовищі лимонної кислоти. Була виявлена кореляція між співвідношенням лимонної кислоти в суміші для плавлення та розміром кристалітів у кінцевих продуктах. Максимальний розмір кристалітів анатазу (10372 нм) виявлений у зразках, що отримані у середовищах із великим надлишком лимонної кислоти. Загальний об’єм пор (Vtotal) розраховувався з об’єму азоту, перетвореного в рідину при тиску, близькому до P/P0 = 1. Було встановлено, що в усіх зразках присутні два типи пор: мікропори з приблизним радіусом 1?2 нм та мезопори з приблизно 10?29 нм. СЕМ аналіз зразків також виявив розміри двох типів частинок у всіх зразках, що призводить до збільшення кількості частинок з розміром < 100 нм у присутності невеликих кількостей великомасштабних (> 900 нм) частинок. Максимальний розмір пор і частинок виявлено після обробки поліморфів TiO2 плавленням у середовищі з великим надлишком лимонної кислоти. Запропоновано схему утворення кристалітів у присутності фаз Магнелі та відновників термічного розкладання лимонної кислоти. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2025-03-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/759 10.15407/hftp16.01.039 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 16 No. 1 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 39-50 Химия, физика и технология поверхности; Том 16 № 1 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 39-50 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 16 № 1 (2025): Хімія, фізика та технологія поверхні; 39-50 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp16.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/759/777 Copyright (c) 2025 I. M. Shcherbatiuk, T. V. Lisnycha, K. D. Pershina https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Shcherbatiuk, I. M. Lisnycha, T. V. Pershina, K. D. Вплив поліморфних модифікацій TiO2 та кількості лимонної кислоти на розмір частинок та утворення кристалітів в літійвмісних оксидах титану при плавленні |
| title | Вплив поліморфних модифікацій TiO2 та кількості лимонної кислоти на розмір частинок та утворення кристалітів в літійвмісних оксидах титану при плавленні |
| title_alt | Impact of the TiO2 polymorphic modifications and сitric acid amount on the particle size and crystallite formation of lithium-containing titanium oxides under the melting route |
| title_full | Вплив поліморфних модифікацій TiO2 та кількості лимонної кислоти на розмір частинок та утворення кристалітів в літійвмісних оксидах титану при плавленні |
| title_fullStr | Вплив поліморфних модифікацій TiO2 та кількості лимонної кислоти на розмір частинок та утворення кристалітів в літійвмісних оксидах титану при плавленні |
| title_full_unstemmed | Вплив поліморфних модифікацій TiO2 та кількості лимонної кислоти на розмір частинок та утворення кристалітів в літійвмісних оксидах титану при плавленні |
| title_short | Вплив поліморфних модифікацій TiO2 та кількості лимонної кислоти на розмір частинок та утворення кристалітів в літійвмісних оксидах титану при плавленні |
| title_sort | вплив поліморфних модифікацій tio2 та кількості лимонної кислоти на розмір частинок та утворення кристалітів в літійвмісних оксидах титану при плавленні |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/759 |
| work_keys_str_mv | AT shcherbatiukim impactofthetio2polymorphicmodificationsandsitricacidamountontheparticlesizeandcrystalliteformationoflithiumcontainingtitaniumoxidesunderthemeltingroute AT lisnychatv impactofthetio2polymorphicmodificationsandsitricacidamountontheparticlesizeandcrystalliteformationoflithiumcontainingtitaniumoxidesunderthemeltingroute AT pershinakd impactofthetio2polymorphicmodificationsandsitricacidamountontheparticlesizeandcrystalliteformationoflithiumcontainingtitaniumoxidesunderthemeltingroute AT shcherbatiukim vplivpolímorfnihmodifíkacíjtio2takílʹkostílimonnoíkislotinarozmírčastinoktautvorennâkristalítívvlítíjvmísnihoksidahtitanupriplavlenní AT lisnychatv vplivpolímorfnihmodifíkacíjtio2takílʹkostílimonnoíkislotinarozmírčastinoktautvorennâkristalítívvlítíjvmísnihoksidahtitanupriplavlenní AT pershinakd vplivpolímorfnihmodifíkacíjtio2takílʹkostílimonnoíkislotinarozmírčastinoktautvorennâkristalítívvlítíjvmísnihoksidahtitanupriplavlenní |