Вплив морфології, загального та поверхневого складу нанооксидів на їхню поведінку у водних середовищах
Fumed metal and metalloid oxides (FMO) represent a practically important class of nanostructured materials produced in large amounts in the world. The properties and characteristics of FMO depend on a such set of factors as the synthesis conditions, particle size distributions (PSD), surface and bul...
Збережено в:
| Дата: | 2026 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2026
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/869 |
| 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_ | 1867026082724577280 |
|---|---|
| author | Gun’ko, V.M. |
| author_facet | Gun’ko, V.M. |
| author_sort | Gun’ko, V.M. |
| baseUrl_str | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-06-03T13:48:31Z |
| description | Fumed metal and metalloid oxides (FMO) represent a practically important class of nanostructured materials produced in large amounts in the world. The properties and characteristics of FMO depend on a such set of factors as the synthesis conditions, particle size distributions (PSD), surface and bulk compositions of nanoparticles (NP), aggregation of NP, numbers and types of active surface sites, environment, media kind, etc. Some of the FMO characteristics could depend strongly on the media type (air, aqueous, organic liquids, solutions of various compounds, pH, salinity, etc.). As a whole, the behavior of FMO in different media, especially binary and ternary oxide systems, could be too complex for predicting. However, systematic investigations of a large set of FMO could improve understanding certain general regularities in the FMO behavior. For these purposes, a such set of methods as transmission electron microscopy, X-ray diffraction, Auger electron spectroscopy, nitrogen adsorption (dry powders), dynamic light scattering (DLS), zeta–potential measurements, titration, and quantum chemical modeling (liquid dispersion media) has been used in this study. The DLS method gives important information on the behavior of FMO in liquid media that could be deeper analyzed using other mentioned methods. A set of nanosilicas (ten samples), silica/titania (8 ST), and alumina/silica/titania (5 AST) samples is analyzed for a deeper insight into the behavior of simple and complex FMO in aqueous media depending on various factors. As a whole, the behavior of AST in the aqueous media is more complex than that of silicas, titania or even ST due to more complex structure of a surface, broader NP PSD, stronger NP aggregation but weaker agglomeration of aggregates, much larger difference in pH of isoelectric point (IEP) and point of zero charge (PZC). The AST IEP shifts toward larger pH values (alumina effect), but AST PZC shifts toward smaller pH values (acidic surface sites effect). Obtained results are of interest from both theoretical and practical points of view. |
| doi_str_mv | 10.15407/hftp17.02.165 |
| first_indexed | 2025-07-22T19:36:23Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-869 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-06-04T01:00:23Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-8692026-06-03T13:48:31Z Effects of morphology, total and surface compositions of nanooxides on their behavior in aqueous media Вплив морфології, загального та поверхневого складу нанооксидів на їхню поведінку у водних середовищах Gun’ko, V.M. Fumed metal and metalloid oxides alumina/silica/titania dynamic light scattering transmission electron microscopy zeta–potential measurements nanosilica silica/titania оксиди металів та металоїдів нанокремнезем кремнезем/діоксид титану алюмо/кремнезем/діоксид титану трансмісійна електронна мікроскопія динамічне розсіювання світла вимірювання дзета-потенціалу Fumed metal and metalloid oxides (FMO) represent a practically important class of nanostructured materials produced in large amounts in the world. The properties and characteristics of FMO depend on a such set of factors as the synthesis conditions, particle size distributions (PSD), surface and bulk compositions of nanoparticles (NP), aggregation of NP, numbers and types of active surface sites, environment, media kind, etc. Some of the FMO characteristics could depend strongly on the media type (air, aqueous, organic liquids, solutions of various compounds, pH, salinity, etc.). As a whole, the behavior of FMO in different media, especially binary and ternary oxide systems, could be too complex for predicting. However, systematic investigations of a large set of FMO could improve understanding certain general regularities in the FMO behavior. For these purposes, a such set of methods as transmission electron microscopy, X-ray diffraction, Auger electron spectroscopy, nitrogen adsorption (dry powders), dynamic light scattering (DLS), zeta–potential measurements, titration, and quantum chemical modeling (liquid dispersion media) has been used in this study. The DLS method gives important information on the behavior of FMO in liquid media that could be deeper analyzed using other mentioned methods. A set of nanosilicas (ten samples), silica/titania (8 ST), and alumina/silica/titania (5 AST) samples is analyzed for a deeper insight into the behavior of simple and complex FMO in aqueous media depending on various factors. As a whole, the behavior of AST in the aqueous media is more complex than that of silicas, titania or even ST due to more complex structure of a surface, broader NP PSD, stronger NP aggregation but weaker agglomeration of aggregates, much larger difference in pH of isoelectric point (IEP) and point of zero charge (PZC). The AST IEP shifts toward larger pH values (alumina effect), but AST PZC shifts toward smaller pH values (acidic surface sites effect). Obtained results are of interest from both theoretical and practical points of view. Пірогенні оксиди металів та металоїдів (FMO) становлять практично важливий клас наноструктурованих матеріалів. Властивості та характеристики FMO залежать від багатьох факторів - умов синтезу, розподілу за розміром частинок (PSD), поверхневого і об’ємного складу наночастинок (NP), агрегування NP, кількості і типів активних поверхневих центрів, середовища тощо. Деякі з цих характеристик можуть сильно залежати від середовища (повітря, вода, органічні рідини, розчини різних сполук, pH, солоність тощо). Поведінка FMO, особливо бінарних і потрійних оксидних систем, у різних середовищах може бути складною для прогнозування. Однак систематичні дослідження великої кількості FMO можуть покращити розуміння певних загальних рис у поведінці FMO. Для цих цілей у дослідженні використовували трансмісійну електронну мікроскопію, рентгеноструктурний аналіз, Оже-спектроскопію, адсорбцію азоту (сухі порошки), динамічне розсіювання світла (DLS), вимірювання дзета-потенціалу, титрування та квантовохімічне моделювання (водне середовище). Метод DLS надає важливу інформацію про поведінку FMO у рідких середовищах, яку можна глибше проаналізувати іншими згаданими методами. Досліджено різні нанокремнеземи (десять зразків), титанокремнеземи (8 ST) та алюміно/титанокремнеземи (5 AST) для глибшого розуміння поведінки FMO у водних середовищах залежно від різних факторів. Загалом, поведінка AST у водних середовищах є складнішою, ніж у нанокремнеземів та ST, через складнішу структуру поверхні, ширшу NP PSD, сильнішу агрегацію NP, але слабшу агломерацію агрегатів, значно більшу різницю pH ізоелектричної точки (IEP) та точки нульового заряду (PZC). AST IEP зміщується до більших pH (ефект оксиду алюмінію), але AST PZC зміщується до менших pH (ефект кислотних центрів на поверхні). Отримані результати є цікавими як з теоретичної, так і з практичної точки зору. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2026-05-29 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/869 10.15407/hftp17.02.165 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 17 No. 2 (2026): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 165-180 Химия, физика и технология поверхности; Том 17 № 2 (2026): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 165-180 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 17 № 2 (2026): Хімія, фізика та технологія поверхні; 165-180 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp17.02 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/869/842 Copyright (c) 2026 V.M. Gun’ko https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | оксиди металів та металоїдів нанокремнезем кремнезем/діоксид титану алюмо/кремнезем/діоксид титану трансмісійна електронна мікроскопія динамічне розсіювання світла вимірювання дзета-потенціалу Gun’ko, V.M. Вплив морфології, загального та поверхневого складу нанооксидів на їхню поведінку у водних середовищах |
| title | Вплив морфології, загального та поверхневого складу нанооксидів на їхню поведінку у водних середовищах |
| title_alt | Effects of morphology, total and surface compositions of nanooxides on their behavior in aqueous media |
| title_full | Вплив морфології, загального та поверхневого складу нанооксидів на їхню поведінку у водних середовищах |
| title_fullStr | Вплив морфології, загального та поверхневого складу нанооксидів на їхню поведінку у водних середовищах |
| title_full_unstemmed | Вплив морфології, загального та поверхневого складу нанооксидів на їхню поведінку у водних середовищах |
| title_short | Вплив морфології, загального та поверхневого складу нанооксидів на їхню поведінку у водних середовищах |
| title_sort | вплив морфології, загального та поверхневого складу нанооксидів на їхню поведінку у водних середовищах |
| topic | оксиди металів та металоїдів нанокремнезем кремнезем/діоксид титану алюмо/кремнезем/діоксид титану трансмісійна електронна мікроскопія динамічне розсіювання світла вимірювання дзета-потенціалу |
| topic_facet | Fumed metal and metalloid oxides alumina/silica/titania dynamic light scattering transmission electron microscopy zeta–potential measurements nanosilica silica/titania оксиди металів та металоїдів нанокремнезем кремнезем/діоксид титану алюмо/кремнезем/діоксид титану трансмісійна електронна мікроскопія динамічне розсіювання світла вимірювання дзета-потенціалу |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/869 |
| work_keys_str_mv | AT gunkovm effectsofmorphologytotalandsurfacecompositionsofnanooxidesontheirbehaviorinaqueousmedia AT gunkovm vplivmorfologíízagalʹnogotapoverhnevogoskladunanooksidívnaíhnûpovedínkuuvodnihseredoviŝah |