Научные труды

Синтез и твердофазные превращения оксидных материалов в углеродном нанореакторе

Synthesis and Solid-state Transformation of Oxide Materials in Carbon Nanoreactor

УДК: 544.234.6; 544.227; 544.228 DOI: 10.18101/978-5-9793-0883-8-44-48

В работе показано, что нанесенное на поверхность нанокристаллических оксидов углеродное покрытие может быть

проницаемым для газофазных реагентов и способно выполнять функции достаточно прочной оболочки нанореактора, внутри которой наночастицы оксидов могут превращаться в наноматериалы другой химической природы либо другого фазового состава. Наличие углеродного покрытия препятствует спеканию частиц твердофазного продукта реакции и делает возможным синтез новых наноматериалов с размерами частиц близкими к размерам частиц исходных нанооксидных прекурсоров. Показана эффективность такого подхода к созданию дисперсных оксидных материалов на основе TiO2, Al2O3. и алюминатов кальция структуры C12A7.

The study shows that carbon coating deposited on the surface of nanocrystalline oxides can be penetrable for gaseous reagents and can act as a relatively simple shell of a nanoreactor where oxide nanoparticles can be transformed into nanomaterials of different chemical origin or different phase composition. The presence of the carbon coating prevents sintering of the nanoparticles of the solid-state reaction product and makes it possible to synthesize new nanomaterials with particle sizes close to the dimensions of the initial nanooxide precursors. The approach was shown to be efficient for synthesis of finely dispersed oxide materials based on TiO2, Al2O3. and calcium aluminates with structure C12A7.

нанотехнологии, наноматериалы, углеродный нанореактор, твердофазные реакции, оксиды, C12A7

nanotechnology, nanomaterials, carbon nanoreactor, solid state reactions, oxides, C12A7

1. Mishakov I.V., Bedilo A.F., Richards R.M., Chesnokov V.V., Volodin A.M., Zaikovskii V.I., Buyanov R.A., Klabunde K.J.// “Nanocrystalline MgO as a dehydrohalogenation catalyst.” J. Catal. 206(1), 40-48 (2002).

2. Mishakov I.V., Zaikovskii V.I., Heroux D.S., Bedilo A.F., Chesnokov V.V., Volodin A.M., Martyanov I.N., Filimonova S.V., Parmon V.N., Klabunde K.J. // ”CF2Cl2 decomposition over nanocrystalline MgO: Evidence for long induction periods.” J. Phys. Chem. B. 109(15), 6982-6989 (2005).

3. Volodin A.M., Bedilo A.F., Heroux D.S., Zaikovskii V.I., Mishakov I.V., Chesnokov V.V., Klabunde K.J. // “Nanoscale oxides as destructive sorbents for halogenated hydrocarbons.” NATO Science Series II. Mathematics, Physics and Chemistry. 2006. V. 228 (Surface Chemistry in Biomedical and Enviromental Science). P. 403-412. Springer.

4. Володин А.М., Бедило А.Ф., Мишаков И.В., Зайковский В.И., Ведягин А.А., Кенжин Р.М., Стояновский В.О., Голох- васт К.С. // “Углеродный нанореактор для синтеза нанокристаллических высокотемпературных оксидных материалов.” Рос- сийские нанотехнологии, 9(11-12), 78-82 (2014).

5. Li Q.X., Hosono H., Hirano M., Hayashi K., Nishioka M., Kashiwagi H., Torimoto Y., Sadakata M. // “High-intensity atomic oxygen radical anion emission mechanism from 12CaO·7Al2O3 crystal surface.” Surface Science, 527, 100-112 (2003).

6. Kim S.W., Toda Y., Hayashi K., Hirano M., Hosono H. // “Synthesis of a room temperature stable 12CaO·7Al2O3 electride from the melt and its application as an electron field emitter.” Chemistry of Materials. 18, 1938-1944 (2006).

7. Yang S.W., Kondo J.N., Hayashi K., Hirano M., Domen K., Hosono H. // “Partial oxidation of methane to syngas over promoted C12A7.” Appl. Catal. A. 277 239-246 (2004).