ХАРАКТЕРНІ ОСОБЛИВОСТІ ПРОЦЕСУ ГІДРОМЕХАНІЧНОГО СИНТЕЗУ НАНОПОЯСІВ ПЕНТАОКСИДУ ВАНАДІЮ
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
У роботі представлено результати експериментального дослідження процесу синтезу нанострічок пентаоксиду ванадію (V₂O₅) за умов гідромеханічного впливу без застосування високотемпературної обробки. Як вихідні компоненти використовувалися порошок V₂O₅ та водні розчини хлориду натрію (NaCl) різної концентрації. Синтез проводився шляхом тривалого перемішування суспензії зі постійною швидкістю обертання. У ході реакції реєструвались зміни pH, в’язкості та електропровідності, що дозволило ідентифікувати етапи перекристалізації.
Методами скануючої електронної мікроскопії продемонстровано формування одновимірних наноструктур стрічкоподібної морфології з довжиною до 7 мкм і товщиною близько 10–15 нм. Зміни поверхневої структури супроводжувалися поступовим зникненням вихідної зернистої морфології та утворенням нанопоясів. За допомогою рентгенівської дифрактометрії виявлено зменшення інтенсивності кристалічних піків із часом, що свідчить про перехід до нанокристалічного стану матеріалу. Піки зникали повністю після 96 годин гідромеханічної обробки.
Результати циклічної вольтамперометрії вказують на те, що композитні електроди на основі графіту з додаванням синтезованих нанострічок V₂O₅ мають найкращі електрохімічні характеристики серед усіх досліджуваних варіантів. Вольтамперограми демонструють чітко виражені редокс-піки та збільшену інтегральну площу, що свідчить про підвищену питому ємність. Представлені результати підтверджують ефективність гідромеханічного підходу до синтезу функціональних наноматеріалів з потенціалом для використання в літій-іонних акумуляторах.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Посилання
Xianhong R. Ambient dissolution-recrystallization towards large-scale preparation of V2O5 nanobelts for high-energy battery applications / R. Xianhong, T. Yuxin, O. Malyi, A. Gusak, Zhang Y. // Journal of Nano Energy. – 2016. – V. 22. – P. 583-593. – Режим доступу: https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2016.03.001
Tang Y. Mechanical Force Driven Growth of Elongated Bending TiO2 based Nanotubular Materials for Ultrafast Rechargeable Lithium Ion Batteries / Y. Tang, Y. Zhang, J. Deng, J. Wei // Advanced Materials. – 2014. – V. 26. – P. 6111-6118. – Режим доступу: https://doi.org/10.1002/adma.201402000
Wang Z. L. Nanobelts, Nanowires, and Nanodiskettes of Semiconducting Oxides – From Materials to Nanodevices / Z. L. Wang // Advanced Materials. – 2003. – V. 15. – P. 432-436. – Режим доступу: https://doi.org/10.1002/adma.200390100
Wei Pan Z. Nanobelts of Semiconducting Oxides / Z. Wei Pan, Z. Rong Dai, Z. Lin Wang // Science. – 2001. – V. 291. – P. 1947-1949. – Режим доступу: https://doi.org/10.1126/science.1058120
Lee M. One-step hydrothermal synthesis of graphene decorated V2O5 nanobelts for enhanced electrochemical energy storage / M. Lee, S. K. Balasingam, H. Y. Jeong, Won G. Hong, Han-Bo-Ram Lee, B.yung H. Kim & Y. Jun // Scientific Reports. – 2015. – V. 8151– Режим доступу: https://doi.org/10.1038/srep08151
Gusak A. M. Application of ballisticjumps concept to formation of non-equilibrium anisotropic structures and to severe plastic deformation/, Y.I. Huriev, D.S. Gertsricken. // Cherkasy University Bulletin: Physical and Mathematical Sciences, . –2020. –P. 3-16. – Режим доступу: https://doi.org/10.31651/2076-5851-2020-1-3-16
Gusak A. M. Elementary models of the “flux driven anti-ripening” during nanobelt growth / A. M. Gusak, Y. I. Huriev, O. I.Malyi, Y. Tang. // Physical Chemistry Chemical Physics. –2020.–V. 22, No17.–P. 9740–9748.–Режим доступу:https://doi.org/10.1039/C9CP06337D
Gusak A. M. Anisotropic Nucleation, Growth and Ripening under Stirring–A Phenomenological Model / A. M. Gusak, Y. Huriev, J. W. Schmelzer. // Entropy. –2020. –V. 22, No11. –P. 1254. – Режим доступу: https://doi.org/10.3390/e22111254
Коломієць Д.І., Пасічний М.О., Король Я.Д. Гідротермічний метод синтезу нанопоясків оксиду ванадію V2O5 при інтенсивному перемішуванні // Вісник Черкаського університету: Серія «Фізико- математичні науки». – 2020. – №1. – С. 53-58. – Режим доступу: https://doi.org/ 10.31651/2076-5851-2020-53-58
Коломієць Д.І., Пасічний М.О Синтез нанопоясків оксиду ванадію та використання концепції балістичних стрибків для опису їх утворення // Вісник Черкаського університету: Серія «Фізико- математичні науки». – 2021. – №1. – С. 12-31. . – Режим доступу: https://doi.org/ 10.31651/2076-5851-2021-12-31