Диоксид титана TiO2 имеет великое множество применений от красок до фотокатализа. TiO2 способствует разложению органики, а также восстанавливает токсичные газы, например, NOx и SOx. Превосходные фотокаталитические свойства оксида титана позволяют ему использоваться в солнечных батареях. В последнее время TiO2 привлекает внимание также в роли сенсорного материала на H2, O2, COx и другие газы. Фазы с дефицитом кислорода на основе TiO2 (фазы Магнели) перспективны как электродные материалы, т.к. обладают очень большой электронной проводимостью, коррозионной стойкость и высокими электрохимическими перенапряжениями.
Для большинства применений необходима поверхность частиц диоксида титана, а получение материала в виде нанотрубок и нановолокон позволяет создавать механически прочные трехмерные структуры с большой площадью поверхности. В недавнее время появился ряд работ, в которых были получены композиты из диоксида титана и углеродных нанотрубок. Нанотрубки играют роль основы, а также и темплата для формирования трубок из TiO2.
Исследователи из University of Cambridge (Великобритания) предложили простой способ получения таких гибридных материалов. Для этого они использовали многостенные углеродные нанотрубки длиной 20-30 мкм и диаметром около 70 нм и тетрабутилортотитанат (ТБОТ) в качестве титан-содержащего прекурсора. Покрытие трубок диоксидом титана проводилось в водно-спиртовой среде. Ключевым реагентом оказался бензиловый спирт, который выступил в роли ПАВ и модифицировал поверхность гидрофобных нанотрубок.
После часового перемешивания всех компонентов углеродные нанотрубки отфильтровывались, промывались этанолом и сушились при 80 °С. По данным РЭМ, полученный порошок представлял собой углеродные нанотрубки, покрытые слоем диоксида титана. Однако при отсутствии бензилового спирта покрытие было неравномерным и неоднородным. А со спиртом все сразу стало хорошо – он адсорбируется на поверхности трубок и любезно предоставляет свои гидроксильные группы для гидролиза прекурсора оксида титана.
Электронная и рентгеновская дифракция показала, что покрытие является аморфным. При нагреве до 400 °С происходит кристаллизация фазы анатаза, а выше 700 °С – переход в рутил. При 550 °С происходит окисление углеродных нанотрубок. Рассчитанный из уширения рентгеновских линий размер кристаллов анатаза составил около 20 нм, а рутила около 30 нм. После выгорания УНТ материал представляет собой трубки из диоксида титана. А вот отжиг в атмосфере аргона позволяет сохранить углеродный каркас и, кроме того, поверхность диоксида титана частично восстанавливается, и образуются кислородные вакансии. В целом, варьирование условий синтеза (прекурсор, концентрации реагентов, атмосфера отжига и т.п.) позволяет в широких пределах менять морфологию покрытий и трубок из TiO2, что, несомненно, очень важно для конкретных применений.
Работа «Morphology control of CNT-TiO2 hybrid materials and rutile nanotubes» опубликована в Journal of Materials Chemistry.
Для большинства применений необходима поверхность частиц диоксида титана, а получение материала в виде нанотрубок и нановолокон позволяет создавать механически прочные трехмерные структуры с большой площадью поверхности. В недавнее время появился ряд работ, в которых были получены композиты из диоксида титана и углеродных нанотрубок. Нанотрубки играют роль основы, а также и темплата для формирования трубок из TiO2.
Исследователи из University of Cambridge (Великобритания) предложили простой способ получения таких гибридных материалов. Для этого они использовали многостенные углеродные нанотрубки длиной 20-30 мкм и диаметром около 70 нм и тетрабутилортотитанат (ТБОТ) в качестве титан-содержащего прекурсора. Покрытие трубок диоксидом титана проводилось в водно-спиртовой среде. Ключевым реагентом оказался бензиловый спирт, который выступил в роли ПАВ и модифицировал поверхность гидрофобных нанотрубок.
После часового перемешивания всех компонентов углеродные нанотрубки отфильтровывались, промывались этанолом и сушились при 80 °С. По данным РЭМ, полученный порошок представлял собой углеродные нанотрубки, покрытые слоем диоксида титана. Однако при отсутствии бензилового спирта покрытие было неравномерным и неоднородным. А со спиртом все сразу стало хорошо – он адсорбируется на поверхности трубок и любезно предоставляет свои гидроксильные группы для гидролиза прекурсора оксида титана.
Электронная и рентгеновская дифракция показала, что покрытие является аморфным. При нагреве до 400 °С происходит кристаллизация фазы анатаза, а выше 700 °С – переход в рутил. При 550 °С происходит окисление углеродных нанотрубок. Рассчитанный из уширения рентгеновских линий размер кристаллов анатаза составил около 20 нм, а рутила около 30 нм. После выгорания УНТ материал представляет собой трубки из диоксида титана. А вот отжиг в атмосфере аргона позволяет сохранить углеродный каркас и, кроме того, поверхность диоксида титана частично восстанавливается, и образуются кислородные вакансии. В целом, варьирование условий синтеза (прекурсор, концентрации реагентов, атмосфера отжига и т.п.) позволяет в широких пределах менять морфологию покрытий и трубок из TiO2, что, несомненно, очень важно для конкретных применений.
Работа «Morphology control of CNT-TiO2 hybrid materials and rutile nanotubes» опубликована в Journal of Materials Chemistry.
. Привычное мне занятие - это рецензирование статей, но не их исправление, и в будущем здесь вряд ли что-то изменится