Нанодисперсні оксиди металів : синтез, структура фізико-електрохімічні властивості, застосування
Ескіз недоступний
Дата
2011
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"
Анотація
Звіт по НДР: стор. 136, рис. 51, табл. 6, 172 джерела.
Мета роботи − розробка фізико-хімічних засад керованого синтезу нанодисперсних оксидів (як простих, так і складних) шляхом проведення реакцій за участю металів та їх сполук в середовищі розплавлених нітратів, а також створення нанодисперсних каталітичних центрів на поверхні матеріалів.
Об’єкт дослідження. Оксидні сполуки титану, стануму, танталу в нанодисперсному стані.
Для досягнення поставленої мети були вирішені наступні задачі: розроблені наукові основи отримання оксидних наноматеріалів для енергоперетворюючих систем та отримані зразки таких матеріалів; вивчено перебіг хімічних процесів окиснення металів (Ti, Sn, Ta) або їх сполук в нітратних розплавах в залежності від складу реакційного середовища; − визначені структура та дисперсність зразків і встановлена залежність цих характеристик від умов синтезу; досліджена електрохімічна активність одержаних матеріалів та їх застосування як складових електродів хімічних джерел струму.
Методи дослідження. Рентгенофазовий аналіз, скануюча електронна мікроскопія (СЕМ), просвічуюча електронна мікроскопія (ПЕМ), гальваностатичний та потенціодинамічний електрохімічний метод, кондуктометрія, потенціометрія.
Визначено умови перебігу реакцій окиснення металів (титану, стануму, танталу) і їх сполук різного складу і морфології в нітратному розплаві при синтезі нанодисперсних оксидів.
Доведено, що склад та властивості продукту можна регулювати шляхом зміни „основності” реакційного середовища. Оксид стануму (IV) утворюється в нітратному розплаві без введення добавок, метатанталат калію – в “основному” при додаванні в розплав гідроксиду калію, а утворення оксидних сполук титану – відбувається в “кислому” розплаві при введенні гідрофториду амонію.
Вперше з нітратного розплаву одержано зразки метанталату калію у вигляді порошків з розмірами частинок 80-90 нм, які мають властивості сегнетоелектрика. Такий матеріал може бути використаний в сучасній оптоелектроніці.
В залежності від умов синтезу вперше доведена можливість одержання ТіО2 як у вигляді звичайних нанокристалів розмірами 30–50 нм, так і одномірних (1D) нановолокон діаметром 10–20 нм і довжиною 200–300 нм.
Одержано електрохімічно активні відносно реакції електрохімічної інтеркаляції літію наноматеріали на основі оксидів титану та стануму, які можуть бути використані як електродні матеріали в новому поколінні більш безпечних літій-іонних акумуляторів.
Результати НДР планується впровадити при створенні нових ефективних електродних матеріалів літій–іонного акумулятора.
Прогнозне припущення про розвиток досліджень – розробка потужного і безпечного акумулятора для використання в електромобілях.
Опис
Ключові слова
нанодисперсні оксиди, літій-іонний акумулятор, модифіковані електродні матеріали
Бібліографічний опис
Нанодисперсні оксиди металів : синтез, структура фізико-електрохімічні властивості, застосування : звіт про НДР (заключ.) НТУУ "КПІ" ; кер. роб. О. О. Андрійко. - К., 2011. - 135 л. + CD-ROM. - Д/б №2229-ф