CC BY
15™™дыГу™ новые материалы, активные среды и наноструктуры
Синтез и исследование структуры нанокомпозита SiO2-TiO2
Тараванов М.А., Маглакелидзе Д.Г., Блинов А.В., Гвозденко А.А., Голик А.Б.
Северо-Кавказский федеральный университет, Ставрополь E-mail: pronapro82@gmail. com
DOI: 10.24412/cl-35673-2022-1-88-89
В настоящее время одной из задач технической отрасли стала разработка инновационных покрытий для защиты различных материалов от агрессивных условий окружающей среды. Для данной цели отлично подходят нанокомпозиты оксидов металлов. Покрытия на основе этого материала обладают высоким показателем адгезии и большим краевым углом смачивания (гидрофобностью), что обусловлено упорядоченной структурой и определенной шероховатостью самого нанокомпозита [1]. Таким образом, ввиду перспективного применения данного материала, актуальной задачей стали синтез и исследование структуры нанокомпозита SiO2-TiO2.
Нанокомпозит SiO2-TiO2 получали золь-гель методом в водно-спиртовой среде. В качестве прекурсора диоксида кремния использовали тетраэтоксисилан (ТЭОС), а диоксида титана — тетрахлорид титана. Осадителем выступал водный раствор аммиака.
На перовом этапе синтеза нанокомпозита, растворяли ТЭОС и тетрахлорид титана в спиртовой среде, далее в реакционную массу вводили водный раствор аммиака, после чего золь SiO2-TiO2 перемешивали в течение 24 часов. На следующем этапе отмывали золи методом декантации дистиллированной водой с помощью центрифугирования до pH = 7. Отмытые образцы перемещали в муфельную печь и прокаливали при 500 °С. Таким образом, по данной методике была изготовлена серия образцов нанокомпозита SiO2-TiO2, содержащих в составе от 10 до 90 % диоксида титана.
Далее исследовали микроструктуру полученных образцов методом сканирующей электронной микроскопии на приборе MIRA3-LMH с системой определения элементного состава AZtecEnergy Standard/X-max 20 [3]. Результаты представлены на рис. 1.
ШКОЛА-КОНФЕРЕНЦИЯ МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ
-------------1Е НЕДЕЛИ»
18-20 октября 2022 г.
"D4 = 13V32 пп
SEM HV; 10.0 kV Образец 1-7 | | , |
SEM MAG: 64 0 К* Det: ln-Beam SE 1 pm
Performance in nanoipace
SEM HV: 10.0 kV Образец 9-6 |
SEM MAG: 64.0 kx Det ln-Beam SE 1 pm WD: 8.89 mm Datt(mfdiy)' 10128/19
Рис. 1. СЭМ-микрофотографии образцов SiO2-TiO2, содержащих: 90 % SiO-lO % TiO2 (а) и 10 % SiO2 -90 % TiO2 (б).
Анализ СЭМ-микрофотографий показал, что образцы нанокомпозита SiO2-TiO2, содержащие от 10 до 40 % TiO2, состоят из сферических частиц, а при повышении содержания TiO2 от 40 до 90 % структура образцов меняется — происходит образование частиц неправильной формы. Важно отметить, что в образцах с содержанием TiO2 от 40 до 90 % присутствуют частицы с более развитой поверхностью и меньшим диаметром.
1. Соломянский А.Е. и др. Доклады национальной академии наук Белоруссии. 2013, 57(1), 63-66.
2. Li Y., Murphy P., Wu C.Y. Fuel Processing Technology. 2008, 89(6), 567-573.
3. Blinov A.V. et al. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2021, 1029(1), 012060.
