«Фундаментальні засади створення новітніх методів синтезу нанокомпозитних та наноструктурованих матеріалів з заданими функціональними властивостями (Комплексний проект)»
1. НДР 0112U000297
Керівник:
Астрелін І.М.
Мета:
Розробка методів створення наноструктурованих покриттів, наноструктур і нанокомпозитів на базі неорганічних сполук d-металів, силіцію, стануму та багатошарових вуглецевих нанотрубок (БШВНТ), їх модифікування, вивчення властивостей та розробка рекомендацій до практичного використання таких матеріалів.
Отримані результати:
Отримано препаративні зразки окиснених та не окиснених багатошарових вуглецевих нанотрубок. Проведені термодинамічні розрахунки утворення вуглецевих нанотрубок CVD-методом. В результаті комплексного термічного аналізу визначено чистоту синтезованих і очищених багатошарових вуглецевих нанотрубок, яка склала 99,89%.
Синтезовано нанокомпозити «оксиди металів (Ti, Cu, Ni, Co, Sn) / багатошарові вуглецеві нанотрубки» золь-гель методом. Оцінено вміст оксидної фази в складі нанокомпозитів «оксиди металів / багатошарові вуглецеві нанотрубки».
Досліджено багатошарові вуглецеві нанотрубок і нанокомпозити за допомогою СЕМ та ПЕМ. Встановлено, що розміри частинок оксидів металів в складі нанокомпозитів лежать в диапазоні від 15 до 40 нм. Проведено рентгенофазовий і рентгенострукткрний аналіз синтезованих нанокомпозитів. Розраховані розміри кристалітів і параметри кристалічної гратки.
Розроблено низькотемпературний синтез кристалічного нанодисперсного оксиду титану (IV). Отримані зразки показали високу каталітичну активність.
Публікації:
1. Iryna M. Ivanenko, Tetiana A. Dontsova, Igor M. Astrelin Vladislav V. Kuzmenko SYNTHESIS OF TIN(IV) OXIDE CARBON NANOTUBES NANOCOMPOSITES BY SOL-GEL METHOD // Composites Theory and Practice. – 2013. – № 2. – Р. 113-116.
2. Пат. на корисну модель 73357 Україна, МПК (2012.01) С 01G 19/00. Спосіб синтезу нанокомпозиту оксид стануму (IV) – багатошарові вуглецеві нанотрубки (БШВНТ) [Текст] / Т.А. Донцова, І.М. Іваненко,С.В. Нагірняк, М.О. Гамдзій, В.В. Кузьменко; заявник і патентовласник Нац. техн. ун-т України «КПІ». – U 201201738; заявл. 06.02.2012; опубл. 25.09.2013, Бюл. №18. – 4 с.: іл.
2. НДР 0110U006924:
«Одержання нанодисперсних оксидів металів карбоксилатною технологією»
Керівник:
Донцова Т.А.
Мета:
Синтезувати нанодисперсні оксиди металів карбоксилатною технологією та встановити їх фізичні і сорбційні характеристики.
Отримані результати:
Відпрацьовано методики синтезу оксалатів стануму (IV) і цирконію (IV). Методом комплексного термічного аналізу визначено та обґрунтовано температури розкладання оксалатів стануму (IV) і цирконію (IV).
Термічним методом отримано оксиди металів із відповідних оксалатів. Проведено рентгенофазовий і рентгеноструктурний аналіз порошків оксидів металів. Рентгенофазовий аналіз останніх показав, що обидва оксиди отримуються тетрагональної модифікації (у випадку цирконію (IV) оксиду навіть без додаткових допантів); згідно рентгеноструктурного аналізу розміри кристалітів оксидів металів близько 25 нм.
Методом адсорбції-десорбції азоту визначені сорбційні характеристики отриманих зразків оксидів металів, які показали, що вони характеризуються низькою питомою площею поверхні і низькою пористістю.
Публікації:
1. Феденко Ю.М., Донцова Т.А., Астрелін І.М. Структура і морфологія порошків оксиду цирконію, одержаних термічним методом із різних прекурсорів // Наукові вісті НТУУ "КПІ". – 2012. – №1. – С. 133-137.
3. НДР 0112U000864:
«Синтез порошків SnO2 для використання їх в газових сенсорах»
Керівник:
Донцова Т.А.
Мета:
Дослідити методи синтезу для отримання порошків SnO2 для використання їх в газових сенсорах та визначити параметри, які впливають на фізико-хімічні і сорбційні характеристики порошків.
Отримані результати:
Відпрацьовано методи диспропорціонування оксиду стануму (II) і золь-гель метод з хлоридів стануму. Проведено рентгенофазовий і рентгеноструктурний аналіз отриманих порошків, який показав, що SnO2 кристалізується у тетрагональної модифікації по типу рутилу.
Встановлено, що реакція диспропорціонування оксиду стануму (II) до оксиду стануму (IV) досить активно відбувається за температур вище1000 ◦С. В результаті синтезу оксиду стануму (IV) золь-гель методом в водно-спиртових середовищах з хлоридів стануму як двовалентного, так і чотирьохвалентного було встановлено, що найбільша величина питомої площі поверхні SnO2 досягається при використанні хлориду стануму (IV).
Визначено вплив органічного розчинника (різні види спиртів) на сорбційні характеристики SnO2. Встановлено, що при використанні розгалужених спиртів величина питомої площі поверхні SnO2 більша, ніж при використанні не розгалужених спиртів.
Публікації:
1. Нагірняк С.В., Донцова Т.А., Астрелін І.М., Алексеєв О.Ф., Романенко Ю.М. СИНТЕЗ ТА ХАРАКТЕРИСТИКА НАНОДИСПЕРСНИХ ПОРОШКІВ ОКСИДУ СТАНУМУ (IV) З ОКСАЛАТУ СТАНУМУ (ІІ) //Наукові вісті НТУУ "КПІ". – 2012. – №2. – С.148-156.
4. НДР 0112U000864:
«Дослідження мезопористих структур на основі оксидів металів»
Керівник:
Донцова Т.А.
Мета:
Синтезувати мезопористі структури на основі оксидів металів та дослідити їх фізико-хімічні властивості.
Отримані результати:
Отримано мезопористі структури на основі оксидів металів гідротермальним і золь-гель методами. Відпрацьовано режими та оптимізовано параметри при синтезі оксидів металів цими методами.
Отримані порошки оксидів цирконію і титану гідротермальним та золь-гель характеризувались досить високою площею поверхнею. Встановлено, що зразки оксидів металів, які синтезовані гідротермальним методом, мають досить вузький розподіл частинок за розмірами (від 50 до 63 нм), а зразки, що синтезовано золь-гель методом – від 25 до 100 нм.
Публікації:
1. Феденко Ю.М., Донцова Т.А., Астрелін І.М. Турбідиметричний метод оцінки розмірів наночастинок у «білих золях» ZrO2 // Наукові вісті НТУУ "КПІ". – 2012. – №1. – С. 155-159.
2. Пат. на корисну модель 68399 Україна, МПК (2006.01) С 01В 13/18. Спосіб синтезу метастабільної тетрагональної модифікації нанодисперсного порошку оксиду цирконію [Текст] / Ю.М. Феденко, Т.А. Донцова, І.М. Астрелін; заявник і патентовласник Нац. техн. ун-т України «КПІ». – U 201110340; заявл. 23.08.2011; опубл. 26.03.2012, Бюл. №6. – 4 с.: іл.