Синтез CeO2 и CeO2/C с использованием в качестве темплата порошковой целлюлозы и порошковой целлюлозы-сахарозы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведен синтез нанооксида CeO2 из нитрата церия(III) с использованием в качестве темплатов порошковой целлюлозы (ПЦ) и ее смеси с сахарозой. Удаление темплатов из композитов (ПЦ-Ce(NO3)3 и ПЦ-сахароза-Ce(NO3)3) осуществляли двумя способами: непосредственным выжиганием ПЦ (ПЦ-сахароза) в токе воздуха и выжиганием карбонизата после пиролиза темплатов. Методами УФ- и ИК-спектроскопии, рентгенофазового анализа (РФА) и электронной микроскопии исследовано влияние состава темплата и способа его удаления на физико-химические характеристики наночастиц CeO2. Пиролизом композитов ПЦ-Ce(NO3)3 и ПЦ-сахароза-Ce(NO3)3 синтезирован углерод-оксидный материал CeO2/C. Установлено, что при пиролизе ПЦ-Ce(NO3)3 и ПЦ-сахароза-Ce(NO3)3 в карбонизате формируются наночастицы CeO2 (церианит) с размерами 3–4 и 1–2.5 нм соответственно. Средний диаметр наночастиц (по данным РФА) составляет 3.8 и 2.3 нм. В CeO2/C, синтезированном из композита ПЦ-сахароза-Ce(NO3)3, фиксируется присутствие оксида церия(III). Все наночастицы CeO2 в углеродной матрице имеют гидроксильно-гидратный покров. Выжигание органической или углеродной матрицы композитов приводит, вне зависимости от используемого темплата и условий синтеза, к формированию наночастиц CeO2 (церианит) с одинаковым средним диаметром 25 ± 1 нм (по данным РФА), содержащих примесь фазы Ce(III) и обладающих гидроксильно-гидратным покровом. Углерод в материале присутствует в следовых количествах (≤0.15 вес. %). Разброс наночастиц CeO2 по размерам при выжигании ПЦ из композита ПЦ-Ce(NO3)3 составляет 15–30 нм. В тех случаях, когда выжиганию подвергается органическая составляющая из ПЦ-сахароза-Ce(NO3)3 или в процесс синтеза включается стадия пиролиза обоих композитов, наблюдается появление фракции более крупных частиц CeO2 (50–60 нм). Корректность полученных данных подтверждена в ходе модельного процесса распада пероксида водорода.

Об авторах

А. Б. Шишмаков

Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН

Email: Mikushina@ios.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 22/20

Ю. В. Микушина

Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН

Email: Mikushina@ios.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 22/20

О. В. Корякова

Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: Mikushina@ios.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 22/20

Список литературы

  1. Scire S., Palmisano L. // Cerium Oxide (CeO2): Synthesis, Properties and Applications. 2019. 402 p.
  2. Исаева Е.И., Гурьев Н.В., Бойцова Т.Б. и др. // Журн. общ. химии. 2022. Т. 92. № 10. С. 1603. https://doi.org/10.31857/S0044460X22100110
  3. Sozarukova M.M., Proskurnina E.V., Popov A.L. et al. // RSC Adv. 2021. V. 11. № 56. P. 35351. https://doi.org/10.1039/d1ra06730c
  4. Abramova A.V., Abramov V.O., Fedulov I.S. et al. // Nanomaterials. 2021. V. 11. № 10. P. 2704. https://doi.org/10.3390/nano11102704
  5. Sozarukova M.M., Proskurnina E.V., Ivanov V.K. // Nanosyst. Phys. Chem. Math. 2021. V. 12. P. 283. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-3-283-290
  6. Popov A.L., Andreeva V.V., Khohlov N.V. et al. // Nanosyst. Phys. Chem. Math. 2021. V. 12. P. 329. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-3-329-335
  7. Shcherbakov A.B., Reukov V.V., Yakimansky A.V. et al. // Polymers. 2021. V. 13. P. 924. https://doi.org/10.3390/polym13060924
  8. Popov A.L., Kolmanovich D.D., Popova N.R. et al. // Nanosyst: Phys. Chem. Math. 2022. V. 13. № 1. P. 96. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2022-13-1-96-103
  9. Кузнецова М.Н., Жилкина В.Ю. // Фармацевтическое дело и технология лекарств. 2021. № 2. С. 38. https://doi.org/10.33920/med-13-2102-02
  10. Щербаков А.Б., Иванова О.С., Спивак Н.Я. и др. // Синтез и биомедицинские применения нанодисперсного диоксида церия. Томск: Изд. дом ТГУ, 2016. 476 с.
  11. Масленников Д.В., Матвиенко А.А., Сидельников А.А. и др. // Химия в интересах устойчивого развития. 2019. № 3. С. 323. https://doi.org/10.15372/KhUR2019141
  12. Huang J.-J., Wang C.-C., Jin L.-T. et al. // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017. V. 27. № 3. P. 578. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(17)60064-5
  13. Moyer K., Conklin D.R., Mukarakate C. et al. // Front. Chem. 2019. V. 7. P. 730. https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00730
  14. Волков А.А., Бойцова Т.Б., Стожаров В.М. и др. // Журн. общ. химии. 2020. Т. 90. № 2. С. 308. https://doi.org/10.31857/S0044460X20020183
  15. Kaplin I.Y., Lokteva E.S., Golubina E.V. et al. // Molecules. 2020. V. 25. P. 4242. https://doi.org/10.3390/molecules25184242
  16. Фролова Л.А., Леонова Л.С., Арсланова А.А. и др. // Электрохимия. 2013. Т. 49. № 8. С. 915. https://doi.org/10.7868/S0424857013080082
  17. Кибис Л.С., Коробова А.Н., Федорова Е.А. и др. // Журн. структур. химии. 2022. Т. 63. № 3. С. 311. https://doi.org/10.26902/JSC_id89211
  18. Шишмаков А.Б., Микушина Ю.В., Корякова О.В. // Хим. технология. 2022. Т. 23. № 7. С. 290. https://doi.org/10.31044/1684-5811-2022-23-7-290-296
  19. Babitha K.K., Sreedevi A., Priyanka K.P. et al. // Ind. J. Pure Appl. Phys. 2015. V. 53. № 9. P. 596. https://doi.org/10.56042/ijpap.v53i9.5542
  20. Hu Z., Haneklaus S., Sparovek G. et al. // Commun. Soil. Sci. Plant. Anal. 2006. V. 37. № 9–10. P. 1381. https://doi.org/10.1080/00103620600628680
  21. Стоянов А.О., Стоянова И.В., Чивирева Н.А. и др. // Методы и объекты хим. анализа. 2013. Т. 8. № 3. С. 104.
  22. Халипова О.С. Технология получения оксидных систем СeO2–SiO2 и СeO2–SnO2 в тонкопленочном и дисперсном состояниях из пленкообразующих растворов и их свойства. Автореф. диc. … канд. техн. наук. Томск, 2014. 22 с.
  23. Земскова Л.А., Егорин А.М., Токарь Э.А. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 9. С. 1168. https://doi.org/10.31857/S0044457X21090178
  24. Кравцов А.А., Блинов А.В., Ясная М.А. и др. // Вестн. Самар. гос. техн. ун-та. Сер. техн. науки. 2015. Т. 47. № 3. С. 208.
  25. Кравцов А.А. Разработка процессов получения и исследование физико-химических свойств наноматериалов для электронной техники на основе оксидов титана и церия. Дис. … канд. техн. наук. Ставрополь, 2016. 186 с.
  26. Pang J.-H., Liu Y., Li J. et al. // Rare Met. 2019. V. 38. № 1. P. 73. https://doi.org/10.1007/s12598-018-1072-4
  27. Singh R.D., Koli P.B., Jagdale B.S. et al. // SN Appl. Sci. 2019. № 1. P. 315. https://doi.org/10.1007/s42452-019-0246-5
  28. Abid S.A., Taha A.A., Ismail R.A. et al. // Envir. Sci. Poll. Res. 2020. V. 27. P. 30479. https://doi.org/10.1007/s11356-020-09332-9
  29. Farahmandjou M., Zarinkamar M., Firoozabadi T.P. // Rev. Mex. Fis. 2016. V. 62. P. 496.
  30. Ayodele B.V., Khan M.R., Cheng C.K. // Bull. Chem. React. Eng. Catal. 2016. V. 11. № 2. P. 210. https://doi.org/10.9767/bcrec.11.2.552.210-219
  31. Calvache-Muñoz J., Prado F.A., Rodríguez-Páez J.E. // Colloids. Surf., A. 2017. V. 529. P. 146. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2017.05.059
  32. Dezfuli A.S., Ganjali M.R., Naderi H.R. et al. // RSC Adv. 2015. V. 5. № 57. P. 46050. https://doi.org/10.1039/C5RA02957K
  33. Saranya J., Sreeja B.S., Padmalaya G. et al. // J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 2019. № 30. P. 1. https://doi.org/10.1007/s10904-019-01403-w
  34. Syed Khadar Y.A., Balamurugan A., Devarajan V.P. et al. // Orient. J. Chem. 2017. V. 33. № 5. P. 2405. https://doi.org/10.13005/ojc/330533
  35. Бажукова И.Н., Мышкина А.В., Соковнин С.Ю. и др. // Физ. тв. тела. 2019. Т. 61. № 5. С. 974.
  36. Abakshonok A.V., Kvasyuk A.A., Eryomin A.N. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. Belarus. Chem. series. 2017. V. 3. P. 7.

Дополнительные файлы


© А.Б. Шишмаков, Ю.В. Микушина, О.В. Корякова, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».