Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия:

И. Г. Трухина, магистрант, каф. материаловедения и технологии материалов
Ю. Н. Мансуров, профессор, зав. каф. материаловедения и технологии материалов, эл. почта: yulbarsmans@gmail.com
В. П. Рева, доцент, каф. материаловедения и технологии материалов
В. А. Пименов, ассистент, каф. материаловедения и технологии материалов

Темплатным методом получены композитные наноматериалы, представляющие наноструктурированные оксидные трубки TiO₂ – ZrO₂ – SiO₂ диаметром от 1 до 3 мкм и длиной от 10 до 300 мкм. Трубки построены из нанокристаллитов размером от 10 до 25 нм. Толщина стенок трубок ~300 нм. Полученные методом золь-геля на углеродном волокнистом темплате композиты состава TiO₂ – ZrO₂ – SiO₂ при содержании до 5,6 % ZrO₂ и температуре отжига 550–850 ^оС формируются из наночастиц, имеющих кристаллическую решетку со структурой анатаза. Входящий в состав композитов SiO₂ (1,0–23,4 %) не влияет на кристаллическую структуру наночастиц, а присутствует в виде аморфной фазы, покрывающей их. Контролируемо изменяя содержание ZrO₂ в составе нового композита TiO₂ – ZrO₂ – SiO₂ и температуру отжига, можно синтезировать материалы с различными морфологией и кристаллическим строением наночастиц, составляющих эти материалы. Максимально допустимое содержание ZrO₂ по отношению к общей массе композитного материала, при котором будет удерживаться баланс между получением малых анатазных наночастиц и сохранением целостности самих микротрубок в процессе отжига при температурах 550–800 ^оС, составляет 5–6 %.

Работа выполнена в Дальневосточном федеральном университете в рамках государственного задания (№ 3.8646.2013) в содружестве с учеными и специалистами Института химии ДВО РАН.

1. Мансуров Ю. Н., Маматкулов Д. Д., Кадырова Д. С., Арипова Б. Х., Буравлева А. А., Пименов В. А. Структура и свойства цветных металлов и сплавов. — Ташкент : Изд-во «ФАН» АН РУз, 2014. — 334 с.
2. Зайнуллина В. М., Жуков В. П., Красильников В. Н., Янченко М. Ю., Булдакова Л. Ю., Поляков Е. В. Электронная структура, оптические и фотокаталитические свойства анатаза, допированного ванадием и углеродом // Физика твердого тела. 2010. Т. 52, вып. 2. С. 253–261.
3. Nanotubes and Nanosheets: Functionalization and Applications of Boron Nitride and Other Nanomaterials / ed. Ying (Ian) Chen. — Boca Raton, Florida, USA : CRC Press, 2015. P. 451–452.
4. Мансуров Ю. Н. Трех- и четырехкомпонентные диаграммы состояния на основе алюминия. — Ташкент : Spectrumscope, 2011. — 104 с.
5. Neppolian В., Wang Q., Yamashita H., Choi H. Synthesis and characterization of ZrO₂ – TiO₂ binary oxide semiconductor nanoparticles: application and interparticle electron transfer process // Applied Catalysis A: General. 2007. Vol. 333, No. 2. Р. 264–271.

6. Сarbon nanotubes and graphene for photonic applications / ed. S. Yamashita, Y. Saito, J. H. Choi. — Oxford : Woodhead Publishing, 2013. Р. 238.
7. Ocana M., Garcia-Ramos J. V., Serna C. J. Low-Temperature Nucleation of Rutile Observed by Raman Spectroscopy during Crystallization of TiO₂ // Journal of the American Ceramic Society. 1992. Vol. 75, No. 7. Р. 2010–2012.
8. Дымонт В. П., Самцов М. П., Некрашевич Е. М. Влияние термического отжига на спектральные свойства электролитически осажденных углеродных пленок // Журнал технической физики. 2000. Т. 70, вып. 7. С. 92–95.
9. Graphene, Carbon Nanotubes, and Nanostructures: Techniques and Applications / ed. J. E. Morris, K. Iniewski. — Boca Raton, Florida, USA : CRC Press, 2013. Р. 1464–1468.
10. Multifunctional Polymer Nanocomposites / ed. J. Leng, A. Kin-tak Lau. — Boca Raton, Florida, USA : CRC Press, 2010. P. 155–159.
11. Permpoon S., Houmard M., Riassetto D., Rapenne L., Berthome G., Baroux B., Joud J. C., Langlet M. Natural and persistent superhydrophilicity of SiO₂/TiO₂ and TiO₂/SiO₂ bi-layer films // Thin Solid Films. 2008. Vol. 516, No. 6. Р. 957–966.
12. Hodroj A., Chaix Pluchery O., Audier M., Gottlieb U., Deschanvres J. L. Thermal annealing of amorphous Ti – Si – O thin films // Journal of Materials Research. 2008. Vol. 23, No. 3. P. 755–759.