Исследование плазменно-электролитного процесса получения наночастиц оксида титана

, , , ,
https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-5-70-79
 70-79 стр.
Работа посвящена исследованию процесса получения наночастиц оксида титана при горении высоковольтного газового разряда постоянного тока в атмосфере аргона, когда в качестве одного из электродов используется водный раствор. Установлено, что при использовании водного раствора глицина в среде инертного газа, плазменно-электролитный процесс с использованием стримерного разряда хорошо подходит для получения наночастиц оксида ти-тана. Была выявлена важная закономерность уменьшения размера частиц с повышением давле-ния аргона в камере. Так при повышении давления с 1 МПа до 3 МПа наблюдается резкое уменьшение средних размеров частиц с 62 нм до 16 нм, а уже в процессе повышения давления до 5 МПа изменения в средних размерах частиц не кардинальны. Определено сужение разброса дисперсного состава с повышением давления для давления 1 МПа - ± 40 нм, 3МПа – ± 20 нм и 5 МПа – ± 8 нм. Наличие частиц оксида титана было подтверждено на основании обнаружения плазмонного резонанса при 224, 230 и 235 нм.
Ключевые слова:
плазменно-электролитный процесс, электрический разряд, электролит, тепловыделение, наночастицы, оксида титана, стримерный разряд, водный раствор глицина
Кашапов Р.Н.
Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, Казанский (Приволжский) федеральный университет, кафедра «Биомедицинской инженерии и управления инновациями», НИЛ Плазмохимическое получение функциональных материалов, Россия
Кашапов Н.Ф.
Доктор технических наук, профессор, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Россия
Кашапов Л.Н.
Старший научный сотрудник, Казанский (Приволжский) федеральный университет, кафедра «Биомедицинской инженерии и управления инновациями», НИЛ Плазмохимическое получение функциональных материалов, Россия
Клюев С.В.
Доктор технических наук, доцент, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, Россия
Чебакова В.Ю.
Кандидат физико-математических наук, доцент, Казанский (Приволжский) федеральный университет, кафедра «Технической физики и энергетики», Россия
[1] Szabolcs Fekete, Erzsébet Oláh, Jenő Fekete. Fast liquid chromatography: The domination of core–shell and very fine particles // Journal of Chromatography. 2012, 9 March. Vol. 1228. P. 57 – 71.
[2] Bao B, Wang Z., Thushara D., Liyanage A., Gunawardena S., Yang Z. et al. Recent advances in microfluidics-based chromatography – a mini review // Separations. 2021. № 8. P. 3.
[3] Richar Hayes, Adham Ahmed, Tony Edge, Haifei Zhang. Core-shell particles: Preparation, fundamentals and applications in high performance liquid chromatography // Journal of Chromatography A. August 2014. Vol. 1357. № 29. P. 36 – 52.
[4] Xiaojing Liang, Shujuan Liu, Shuai Wang, Yong Guo, Shengxiang Jiang. Carbon-based sorbents: Carbon nanotubes // Journal of Chromatography. 29 August 2014. Vol. 1357. P. 53 – 67.
[5] Bell DS. New liquid chromatography columns and accessories // LC/GC North America. 2019. № 37. P. 232 – 243.
[6] Recent developments in LC column technology, Supplement to LC/GC North America 38. 2020. № s6
[7] Pitchaimuthu S., Honda K., Suzuki S., Naito A., Suzuki N., Katsumata K., Nakata K., Ishida N., Kitamura N., Idemoto Y., Kondo T. Solution plasma process-derived defect-induced hetero phase anatase/brookite TiO2 nanocrystals for enhanced gaseous photocatalytic performance // ACS Omega. 2018. № 3. P. 898.
[8] Elashmawi I.S., Gaabour L., Raman H. Morphology and electrical behavior of nanocomposites based on PEO/PVDF with multi-walled carbon nanotubes // Results Phys. 2015. № 5. P. 105.
[9] Kashapov L., Kashapov N., Kashapov R. Research of the impact acidity of electrolytic cathode on the course of the plasma-electrolytic process // Journal of Physics: Conference Series. 2013. № 479. Issue 1. P. 012011.
[10] Denisov D., Kashapov N., Kashapov R. The appearance of shock waves in the plasma electrolytic processing // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. июнь 2015. № 86. Issue 1. 26. P. 012005.
[11] Kashapov R., Kashapov N., Kashapov L. Investigations of the growth of the vapor-air shell of a gas discharge with a liquid electrolytic cathode of sodium hydroxide solution //Journal of Physics Conference Series. November 2017. № 927 (1). P. 012085.
[12] Kashapov R., Kashapov N., Kashapov L. Research of plasma-electrolyte discharge in the processes of obtaining metallic powders // Journal of Physics Conference Series November. 2017. № 927 (1). P. 012086.
[13] Kashapov N., Kashapov R., Kashapov L. Influence of the electrolytic cathode temperature on the self-sustaining mechanism of plasma-electrolyte discharge // Journal of Physics D Applied Physics. September 2018. № 51 (49).
[14] Кутуков А.К. Приготовление суспензии наноразмерного и ультрадисперсного порошков ZnO: Сборник тезисов // III всероссийский конкурс научных докладов студентов «функциональные материалы: разработка, исследование, применение», 26-27 мая 2015, Томск, Тамбов.
[15] Tanabe I., Ozaki Y. Far- and deep-ultraviolet spectroscopic investigations for titanium dioxide: electronic absorption, Rayleigh scattering, and Raman spectroscopy // J. Mater. Chem. 2016. № 4. P. 7706.
Кашапов Р.Н., Кашапов Н.Ф., Кашапов Л.Н., Клюев С.В., Чебакова В.Ю. Исследование плазменно-электролитного процесса получения наночастиц оксида титана // Строительные материалы и изделия. 2022. Том 5. № 5. С. 70 – 79. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-5-70-79