КОРЕЛЯЦІЇ МІЖ КІНЕТИКОЮ СТРУКТУРНИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ І ФІЗИКО-ХІМІЧНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ СУСПЕНЗІЇ ПРИ ГІДРОМЕХАНІЧНОМУ СИНТЕЗІ НАНОПОЯСІВ ПЕНТАОКСИДУ ВАНАДІЮ
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
Сучасний розвиток науки та техніки ставить нові виклики у сфері синтезу й характеризації наноматеріалів, що потребує комплексного підходу та глибокого розуміння особливостей фізико-хімічних взаємодій у системі. Одним із перспективних методів отримання наноструктур є гідромеханічний синтез, який дозволяє контролювати кінетику структурних перетворень за рахунок впливу фізико-хімічних характеристик реакційного середовища у процесі синтезу. У дослідженні проаналізовано кореляції між кінетикою структурних перетворень та фізико-хімічними властивостями суспензії у процесі гідромеханічного синтезу нанопоясів пентаоксиду ванадію (V₂O₅). Синтез проводився із застосуванням авторського обладнання, що забезпечувало точний контроль температури та інтенсивності перемішування. Отримані наноструктури характеризуються середніми розмірами 2,3 мкм у довжину та 42,6 нм у ширину. Їхній аналіз здійснено за допомогою методів растрової електронної мікроскопії та рентгенівської дифрактометрії.
Зміни водневого показника (pH) і в’язкості розчину корелюють з етапами формування нанопоясів, що дозволяє використовувати ці параметри як індикатори перебігу процесу. Інтенсивне механічне перемішування суттєво прискорює ріст видовжених наноструктур за рахунок порушення хімічної рівноваги в реакційній системі, що активує анізотропне зростання кристалів. NaCl відіграє роль каталізатора, скорочуючи тривалість синтезу. Зміни водневого показника, в’язкості і кольору розчину під час реакції дозволяють оперативно оцінювати перебіг процесу синтезу. Отримані результати мають важливе значення для подальшої оптимізації гідромеханічних методів синтезу наноматеріалів з заданими характеристиками та масштабування процесу для промислового виробництва.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Посилання
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. Anisotropic Nucleation, Growth and Ripening under Stirring–A Phenomenological Model / A. M. Gusak, Y. Huriev, J. W. Schmelzer. // Entropy. – 2020. – Vol. 22, No. 11. – P. 1254. – Режим доступу: https://doi.org/10.3390/e22111254
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
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
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
Zhang, J. Carbon Quantum Dots Promote Coupled Valence Engineering of V2O5 Nanobelts for High-Performance Aqueous Zinc-Ion Batteries / Zhang, J., Wei, S., Wang, H., Liu, H., Zhang, Y., Liu, S., Wang, Z., & Lu, X. // ChemSusChem. – 2021. – V. 14. – P. 2075–2082. – Режим доступу: https://doi.org/10.1002/cssc.202100223
Zhang, S. Large-scale preparation of solution-processable one-dimensional V2O5 nanobelts with ultrahigh aspect ratio for bifunctional multicolor electrochromic and supercapacitor applications / Zhang, S., Chen, S., Luo, Y., Yan, B., Gu, Y., Yang, F., & Cao, Y // Journal of Alloys and Compounds. – 2020. – V. 842.– Режим доступу:https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155882
Коломієць Д. І. Гідротермічний метод синтезу нанопоясків оксиду ванадію V2O5 при інтенсивному перемішуванні / Коломієць Д. І., Пасічний М. О., Король Я. Д. // 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. Синтез нанопоясків оксиду ванадію та використання концепції балістичних стрибків для опису їх утворення / Коломієць Д. І., Пасічний М. О // Вісник Черкаського університету: Серія «Фізико- математичні науки». – 2021. – №1. – С. 12-31. – Режим доступу: https://doi.org/10.31651/2076-5851-2021-12-31