Влияние природы и концентрации горючего агента на структуру и морфологию микросфер ZnO, полученных методом горения реакционных аэрозолей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Ультрадисперсные сферические порошки ZnO c термоэлектрическими свойствами получены методом горения реакционных аэрозолей с добавлением 4 видов топлив: уротропина, глицина, мочевины, лимонной кислоты. С применением рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии и низкотемпературной адсорбции азота продемонстрировано влияние основных параметров процесса (состав и концентрация топлива, температура и скорость несущего газа) на структуру и морфологию частиц ZnO. Установлено, что температуры синтеза 700°C достаточно для получения кристаллического ZnO с гомогенным фазовым составом независимо от вида и количества топлива. Показано, что исходный рН раствора прекурсора не влияет на образование фазы ZnO. При скорости потока газа-носителя выше 4 л·мин-1 детектируются побочные продукты. Определено, что избыток и вид топлива существенно влияет на морфологию синтезированных микросфер ZnO, что может быть использовано для регулирования технологических характеристик порошка и кинетики его спекания.

Об авторах

Ж. С. Ермекова

Национальный исследовательский технологический университет МИСИС

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
119049, Moscow, Russia

С. И. Росляков

Национальный исследовательский технологический университет МИСИС

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
119049, Moscow, Russia

С. С. Юрлов

Национальный исследовательский технологический университет МИСИС

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
119049, Moscow, Russia

Д. В. Биндюг

Национальный исследовательский технологический университет МИСИС

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
119049, Moscow, Russia

Е. В. Чернышова

Национальный исследовательский технологический университет МИСИС

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
119049, Moscow, Russia

С. В Савилов

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова;Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН (ИНХС РАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
119991, Moscow, Russia; 119991, Moscow, Russia

Список литературы

  1. Klingshirn C. ZnO: Material, physics and applications // ChemPhysChem. 2007. V. 8. N 6. P. 782-803. https://doi.org/10.1002/cphc.200700002
  2. Ren G., Lan J., Zeng C., Liu Y., Zha B., Butt S., Nan C. W. High performance oxides-based thermoelectric materials // JOM. 2015. V. 67. P. 211-221. https://doi.org/10.1007/s11837-014-1218-2
  3. Bugalia A., Gupta V., Thakur N. Strategies to enhance the performance of thermoelectric materials: A review //j. Renew. Sustain. Energy. 2023. V. 15. ID 032704. https://doi.org/10.1063/5.0147000
  4. Prasad R., Bhame S. D. Review on texturization effects in thermoelectric oxides // Mater. Renew. Sustain. Energy. 2020. V. 9. P. 1-22. https://doi.org/10.1007/s40243-019-0163-y
  5. Kolodziejczak-Radzimska A., Jesionowski T. Zinc oxide-from synthesis to application: A review // Materials. 2014. V. 7. P. 2833-2881. https://doi.org/10.3390/ma7042833
  6. Prabhuraj T., Prabhu S., Dhandapani E., Duraisamy N., Ramesh R., Kumar K. R., Maadeswaran P. Bifunctional ZnO sphere/r-GO composites for supercapacitor and photocatalytic activity of organic dye degradation // Diamond Relat. Mater. 2021. V. 120. ID 108592. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2021.108592
  7. Xing Y., Zhang L. X., Chong M. X., Yin Y. Y., Li C. T., Bie L. J. In-situ construction of carbon-doped ZnO hollow spheres for highly efficient dimethylamine detection // Sens. Actuators. B. 2022. V. 369. ID 132356. https://doi.org/10.2139/ssrn.4009448
  8. Lee Y., Fujimoto T., Yamanaka S. Characterization of submicro-sized Ag/ZnO particles generated using the spray pyrolysis method // Adv. Powder Technol. 2022. V. 33. ID 103525. https://doi.org/10.1016/j.apt.2022.103525.
  9. Trusov G. V., Tarasov A. B., Goodilin E. A., Rogachev A. S., Roslyakov S. I., Rouvimov S., Mukasyan A. S. Spray solution combustion synthesis of metallic hollow microspheres //j. Phys. Chem. C. 2016. V. 120. N 13. P. 7165-7171. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b00788
  10. Yermekova Z., Trusov G., Roslyakov S. I. Spray solution combustion synthesis of NiCu hollow spheres // Int. Conf. on Mechanical, System and Control Engineer. Singapore: Springer Singapore, 2021. P. 11-17. https://doi.org/10.1007/978-981-16-9632-9_2
  11. Konstantinova E. A., Minnekhanov A. A., Trusov G. V., Kytin V. G. Titania-based nanoheterostructured microspheres for prolonged visible-light-driven photocatalysis // Nanotech. 2020. V. 31. ID 32392554. https://doi.org/10.1088/1361-6528/ab91f1
  12. Varma A., Mukasyan A. S., Rogachev A. S., Manukyan K. V. Solution combustion synthesis of nanoscale materials // Chem. Rev. 2016. V. 116. N 23. P. 14493-14586. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00279
  13. Roslyakov S., Yermekova Z., Trusov G., Khort A., Evdokimenko N., Bindiug D., Mukasyan A. One-step solution combustion synthesis of nanostructured transition metal antiperovskite nitride and alloy // Nano-Struct. Nano-Objects. 2021. V. 28. ID 100796. https://doi.org/10.1016/j.nanoso.2021.10079
  14. Trusov G. V., Tarasov A. B., Moskovskikh D. O., Rogachev A. S., Mukasyan A. S. High porous cellular materials by spray solution combustion synthesis and spark plasma sintering //j. Alloys Compd. 2019. V. 779. P. 557-565. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.11.250
  15. Nesakumar N., Rayappan J. B. B., Jeyaprakas B. G., Krishnan U. M. Influence of pH on structural morphology of ZnO nanoparticle // Asian J. Appl. Sci. 2012. V. 12. N 16. P. 1758-1761. https://doi.org/10.3923/jas.2012.1758.1761

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023