Управление размером наночастиц CeO2 при термолизе Ce(NO3)3

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Разработана методика синтеза нанопорошка CeO2 с использованием композита порошковая целлюлоза (ПЦ)/Ce(NO3)3/NaCl, включающая следующие стадии: формирование ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl, выжигание целлюлозного темплата (600°С), удаление хлорида натрия промывкой водой. Методами ИК-, УФ-спектроскопии, рентгенофазового анализа и электронной микроскопии исследовано влияние концентрации хлорида натрия в исходном композите на физико-химические свойства получаемого CeO2. В материале, синтезированном из ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl, фиксируется наличие частиц CeO2 двух типоразмеров: первый – частицы диаметром 15–40 нм (объединены в бесформенные образования) и второй – частицы 1.5–2.2 нм. Последние слагают поверхность сферических агрегатов диаметром 30-200 нм. С ростом содержания NaCl в ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl доля сферических агрегатов в нанопорошке увеличивается. Размеры самих сферических агрегатов и частиц, агрегированных на их поверхности, практически не зависят от содержания хлорида натрия в исходном композите. В отсутствие хлорида натрия (ПЦ/Ce(NO3)3) нанопорошок состоит только из частиц первого типа. Диоксид церия в материале из ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl представлен в виде церианита и аморфной фазы. С ростом содержания хлорида натрия в ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl наблюдается тенденция к увеличению содержания аморфной фазы в CeO2. В том случае, когда исходный композит не содержит NaCl, аморфная фаза не формируется. Присутствие Ce(III) в материале из ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl, в отличие от материала из ПЦ/Ce(NO3)3, не зафиксировано. С ростом содержания хлорида натрия в ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl в нанопорошке наблюдается увеличение толщины гидроксильно-гидратного покрова. Установлено, что углеродсодержащие примеси в нанопорошке появляются в результате сорбции из внешней среды. Каталитическая активность нанопорошка CeO2 в модельной реакции распада пероксида водорода растет пропорционально увеличению содержания хлорида натрия в исходном композите.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Нанодисперсный диоксид церия обладает уникальным комплексом физико-химических свойств, благодаря которым этот материал имеет значительный потенциал применения в области энергетики [1–3], оптики [4, 5], гетерогенного катализа [6–8] и биомедицины [9–15].

В ряду множества способов синтеза наночастиц CeO2 (золь–гель-технология [16], гидротермальный метод [17–21], синтез в микроэмульсиях [22], термическое испарение в вакууме [23], пиролиз аэрозолей [24] и др.) метод термического разложения солей церия, нанесенных на целлюлозную подложку, выделяется простотой и доступностью [25, 26]. Однако к недостаткам метода нужно отнести относительно невысокую дисперсность получаемых наночастиц и достаточно большой разброс их по размерам. В этой части метод нуждается в дальнейшем усовершенствовании.

Ранее авторами [27] был проведен синтез CeO2 с использованием в качестве темплатов порошковой целлюлозы (ПЦ) и смеси ПЦ+сахароза. Было зафиксировано, что при пиролизе композитов ПЦ/Ce(NO3)3 и ПЦ/сахароза/Ce(NO3)3 в карбонизате формируются наночастицы CeO2 со средними диаметрами 3.8 и 2.3 нм соответственно. Однако после полного удаления темплата, вне зависимости от его типа (ПЦ или ПЦ+сахароза) и способа удаления (простое выжигание или выжигание после пиролиза), частицы CeO2 имеют одинаковый средний диаметр 25 ± 1 нм. Очевидно, что укрупнение частиц происходит под действием высоких температур по мере удаления углеродной матрицы, блокирующей контакт между частицами. Таким образом, для стабилизации частиц CeO2 в высокодисперсном состоянии необходимо, чтобы действие фактора, препятствующего их укрупнению, распространялось на весь период высокотемпературного воздействия.

В настоящей работе авторы предложили ввести в исходный композит ПЦ/Ce(NO3)3 добавку хлорида натрия (ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl). NaCl обладает высокой растворимостью в воде, устойчив при температуре выжигания ПЦ (600°С) и экологически безопасен. После выжигания ПЦ хлорид натрия продолжит выполнять функцию “разделителя” для частиц CeO2. Впоследствии он легко может быть удален промывкой водой.

Полученные в работе результаты могут представлять интерес и для регулирования размеров частиц на стадии высокотемпературной обработки в синтезе SiO2, TiO2 и ZrO2.

Цель работы – осуществить синтез CeO2 с использованием композита ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl и исследовать влияние концентрации NaCl в композите на физико-химические свойства получаемого диоксида церия.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ПЦ получали гидролизом сульфатной целлюлозы Байкальского ЦБК (ТУ ОП 13-027 94 88-08-91) в 2.5Н соляной кислоте при 100°C. Гидролиз проводили в течение 2 ч. Полученный продукт промывали на фильтре дистиллированной водой до нейтрального pH водной вытяжки. ПЦ отжимали на вакуум-фильтре до содержания в ней влаги 60 мас. % и прессовали в гранулы диаметром 6, длиной 15–25 мм. Сушили при 90°C до постоянного веса.

Для получения ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl(1)–(3): 2, 4 и 6 г NaCl (“х.ч.”, ГОСТ 4233-77) растворяли в 19 мл воды. В полученных растворах растворяли по 5 г Ce(NO3)3∙6H2O (Sigma-Aldrich, США, cerium(III) nitrate hexahydrate, 99%). Далее растворами пропитывали 10-граммовые навески гранул ПЦ. Выбранные соотношения ПЦ/раствор обеспечивают полное поглощение раствора гранулами (пористость гранул по воде ~2.2 мл Н2О/г ПЦ). Вся поверхность гранул при этом увлажнена, гранулы не деформируются.

Гранулы ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl(1)–(3) сушили на воздухе при комнатной температуре сутки, затем в сушильном шкафу при 90°С 2 суток.

Затем гранулы ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl(1)–(3) загружали в кварцевый реактор и нагревали (скорость нагрева 10°С/мин) до 600°С в токе воздуха (скорость подачи 0.075 м3/ч) с последующей выдержкой в течение 2 ч при заданной температуре. Соотношение компонентов в CeO2/NaCl(1)–(3) составило 1, 0.5 и 0.3 соответственно.

Для получения CeO2(1)–(3) образцы CeO2/NaCl(1)–(3) промывали декантацией дистиллированной водой комнатной температуры до отсутствия в промывных водах хлор-ионов. Промытый порошок CeO2(1)–(3) сушили на воздухе при 20°С до постоянного веса.

В качестве сравнения использовался образец диоксида церия [27], полученный аналогичным образом, только без добавления хлорида натрия. Маркировка образца – CeO2*.

Элементный анализ образцов диоксида церия (определение содержания примеси углерода) проводился на анализаторе CHN PE 2400, c.II Perkin Elmer Instruments (США). Показатель точности (границы абсолютной погрешности) ±0.3%.

ИК-спектры регистрировали на ИК-Фурье спектрометре Spectrum One фирмы Perkin Elmer в диапазоне частот 4000–1000 см–1 в виде твердых порошков с использованием приставки диффузного отражения (DRA). Обработку и расчет интенсивностей спектров проводили с использованием специальных программ прикладного программного обеспечения спектрометра.

Спектры поглощения в УФ-, видимом и ближнем диапазонах записывали на спектрофотометре UV-2600 (Shimadzu, Япония) в диапазоне длин волн 190–400 нм с помощью приставки “интегрирующая сфера” с использованием в качестве стандарта BaSO4.

Рентгенофазовый анализ (РФА) образцов проводили методом порошковой дифрактометрии на дифрактометре Rigaku D/MAX-2200VL/PC (Rigaku, Япония) с вертикальным гониометром в интервале 2θ = 20°-70°, скорость сканирования 1 град/мин. Использовали CoКα-излучение (40 кВ, 30 мА, λ = 1.7902Å). Для автоматической идентификации рентгеновских пиков использовали базу рентгенографических порошковых стандартов PDF-2.

Микрофотографии были получены на электронном микроскопе GSM-5900LV (JEOL, Япония).

Модельную реакцию распада пероксида водорода на образцах осуществляли в термостатируемом реакторе, снабженном обратным холодильником, при перемешивании реакционной смеси посредством барботажа воздухом (скорость подачи 6.2 л/ч) при 50°С с точностью термостатирования ±0.2°С. Образцы были предварительно растерты в порошок с частицами <0.1мм. Реакцию проводили при начальной концентрации Н2О2 0.46 моль/л. Концентрацию пероксида водорода определяли иодометрическим методом: титровали 0.1Н раствором тиосульфата натрия в присутствии H2SO4 и KI. Навеска образцов CeO2(1)–(3) – 0.1 г. Навески образцов CeO2/NaCl(1)–(3) рассчитывали так, чтобы в них содержалось по 0.1 г CeO2.

Кинетические измерения осуществляли, останавливая реакцию и определяя содержание исходного вещества. Полученные функции концентраций аппроксимировали многочленами. Начальные скорости реакции (ω0) находили методом численного дифференцирования и интерполирования. Погрешность их определения составляет не более ±10%.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

ИК-спектры образцов CeO2/NaCl(1)-(3) (рис. 1) содержат широкое поглощение в области 2700–3600 см–1 – валентные колебания связанных водородной связью гидроксильных групп и сорбированной воды (ν(–ОН+Н2О)). Полоса поглощения с максимумом 1734 см–1 – деформационные колебания иона оксония (δ(Н3О+)). В области 1300–1700 см–1 проявляются деформационные колебания сорбированной воды (пики 1608 и 1447–1460 см–1) (δ(Н2О)). Полоса с максимумом 1158–1169 см–1 – деформационные колебания гидроксильных групп поверхности оксида (δ(–ОН)). Во всех спектрах также наблюдается полоса поглощения малой интенсивности с максимумом 2353 см–1 – физически сорбированный поверхностью оксида углекислый газ. Поглощение хлорида натрия в исследуемом диапазоне не проявляется, однако вследствие его гигроскопичности в образцах может повышаться содержание воды.

 

Рис. 1. ИК-спектры образцов: 1 – CeO2/NaCl(1), 2 – CeO2/NaCl(2), 3 – CeO2/NaCl(3)

 

В ряду образцов CeO2/NaCl(1)–(3) интенсивность полос поглощения ν(–ОН+Н2О) и δ(Н2О) увеличивается. Это может быть обусловлено как ростом дисперсности частиц CeO2, так и увеличением содержания хлорида натрия. Одинаковая интенсивность полосы δ(–ОН) в спектрах CeO2/NaCl(1)–(3) указывает на то, что содержание гидроксильных групп на поверхности всех образцов близко.

В спектрах образцов CeO2(1)–(3) (рис. 2) присутствует интенсивная широкая полоса ν(–ОН+Н2О). В спектрах CeO2(2) и CeO2(3) ей сопутствует малоинтенсивная полоса валентных колебаний несвязанных водородной связью гидроксильных групп (3692 см–1). Колебания δ(Н3О+) проявляются в виде полосы с максимумом 1699 см–1 (образец CeO2(1)). В спектрах CeO2(2) и CeO2(3) она проявляется в виде уступа на высокочастотном крыле полосы 1554 см–1. В области 1200-1700 см–1 присутствует ряд полос, относящихся к δ(Н2О) (вода разной степени связанности). Полоса сложной формы при 1050–1081 см–1 – δ(–ОН). Физически сорбированный оксидом CO2 фиксируется только в образце CeO2(3).

 

Рис. 2. ИК-спектры образцов: 1 – CeO2* [27], 2 – CeO2(1), 3 – CeO2(2), 4 – CeO2(3)

 

Обращает на себя внимание появление в спектрах CeO2(1)–(3) полос поглощения в области 2800–3000 см–1. Их обычно относят либо к валентным колебания метиленовых (CH2) и метиновых (CH) групп, либо к валентным колебаниям О=С=О [28]. При этом, по данным элементного анализа, содержание углерода в образцах составило 0.10-0.12 мас. %, т. е. практически следовые количества. Отсутствие полос в области 2800-3000 см–1 в спектрах CeO2/NaCl(1)–(3) (рис. 1) указывает на то, что легколетучие органические соединения и(или) углекислый газ были захвачены оксидом из атмосферы после удаления солевой оболочки.

В ряду образцов CeO2(1)–(3) интенсивность полос поглощения ν(–ОН+Н2О), δ(Н2О) и δ(–ОН) увеличивается, что, очевидно, свидетельствует об увеличении дисперсности частиц оксида. Сравнивая интенсивность полос δ(–ОН) в спектрах CeO2(1)–(3) и CeO2/NaCl(1)–(3), можно заключить, что частицы оксида в CeO2/NaCl(1)–(3) обладают менее развитым гидроксильным покровом. Следует отметить совпадение частоты максимума доминирующей полосы (1553 см–1) в области δ(Н2О) в спектрах CeO2(1)–(3) с таковой в спектре ксерогеля диоксида циркония [29]. В последнем случае данный пик связывают с деформационными колебаниями мостиковой воды, координированной двумя атомами циркония [30]. Можно предположить, что и на поверхности образцов CeO2(1)–(3) координация Н2О происходит аналогично.

Для сравнения на рис. 2 приведен спектр CeO2*, синтезированного без добавления хлорида натрия [27]. В спектре CeO2*, как и в спектрах CeO2(1)–(3), присутствуют полосы в области 2800–3000 см–1. Наиболее интенсивная полоса в области δ(Н2О) в спектре CeO2* имеет максимум 1632 см–1 в отличие от 1553 см–1 в CeO2(1)–(3). Это указывает на то, что расположение сорбционных центров и их энергетические параметры у материала из ПЦ/Ce(NO3)3 и ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl не идентичны. Полоса поглощения δ(–ОН) в спектре CeO2* имеет большую интенсивность относительно таковой в спектрах CeO2(1)–(3), т.е. на поверхности всех образцов CeO2(1)–(3) содержится меньшее количество гидроксильных групп. Однако содержание сорбированной воды разной степени связанности (δ(Н2О)) в образцах CeO2(1)–(3) больше, чем в CeO2*.

Таким образом, присутствие при синтезе диоксида церия NaCl оказывает влияние на характеристики гидроксильно-гидратного покрова в конечном продукте.

На рис. 3 приведены УФ-спектры CeO2* и CeO2(1)–(3). Как известно [31–33], пики поглощения Ce(III) находятся в диапазоне длин волн 230–260 нм а, Ce(IV) в диапазоне 300–380 нм. Присутствие Ce(III) в образцах CeO2(1)–(3) в отличие от образца CeO2* не фиксируется. По-видимому, Ce(III) в образцах CeO2(1)–(3) отсутствует, либо его содержание ниже предела чувствительности спектроскопического метода.

 

Рис. 3. УФ-спектры (спектры поглощения) образцов: 1 – CeO2*[27], 2 – CeO2(1), 3 – CeO2(2), 4 – CeO2(3)

 

На дифрактограммах образцов CeO2(1)–(3) (рис. 4) в интервале 2θ = 30°–68° присутствуют четыре дифракционных пика (111, 200, 220 и 311), соответствующих гранецентрированной кубической кристаллической структуре церианита. Соотношение интенсивностей пика 111 в образцах CeO2(1)–(3) составило 1 : 0.93 : 0.91. Таким образом, в ряду CeO2(1)–(3) происходит увеличение доли частиц оксида, не фиксируемых методом РФА (аморфная фаза). В CeO2* присутствие аморфной фазы не обнаружено [27].

 

Рис. 4. Фрагменты дифрактограмм образцов: 1 – CeO2(1), 2 – CeO2(2), 3 – CeO2(3)

 

На рис. 5 приведены микрофотографии образцов CeO2(1)–(3). Все образцы имеют вид фрагментов исходных волокон целлюлозы длиной до 75 мкм при толщине до 10 мкм (рис. 5а). Они состоят из двух типов частиц. Первый тип – шаровидные частицы диаметром 15–40 нм (рис. 5б). Аналогичные частицы были единственными в образце CeO2* [27]. Визуально в ряду CeO2(1)–(3) диаметр частиц уменьшается. Частицы первого типа в материале агрегированы в неупорядоченные скопления. Второй тип – частицы диаметром 30–200 нм с формой, близкой к сферической, и “шероховатой” поверхностью (рис. 5в). При более высоком разрешении обнаруживается, что данные частицы являются агрегатами. Их пористую поверхность формируют высокодисперсные частицы диаметром 1.5–2.2 нм (рис. 5г–5е). Разброс по размерам как сферических агрегатов, так и высокодисперсных частиц, агрегированных на их поверхности, во всех образцах CeO2(1)–(3) одинаков (рис. 5г–5е). Основной массив частиц (75–80%) в CeO2(1)–(3) имеет размеры 30–110 нм. Следует отметить, что фиксируемые в CeO2(1)–(3) сферические агрегаты полностью отсутствуют в CeO2*.

 

Рис. 5. Микрофотографии образцов CeO2(1) (а–г), CeO2(2) (д), CeO2(3) (е)

 

Таким образом, образование сферических агрегатов является результатом присутствия при синтезе хлорида натрия. Очевидно, что после выгорания целлюлозы в условиях продолжающегося высокотемпературного воздействия только те высокодисперсные частицы оксида, которые имеют солевую оболочку, защищены от дальнейшего укрупнения. В случае отсутствия защитной оболочки, как на образце CeO2*, размер кристаллитов увеличивается до 15–40 нм. Ранее [27] при пиролизе композита ПЦ/сахароза/Ce(NO3)3, когда в роли защитной оболочки выступал карбонизат из сахарозы, частицам CeO2 также удавалось сохраниться в высокодисперсном состоянии (1–2.5 нм).

При промывке образцов CeO2/NaCl(1)–(3) солевая оболочка удаляется и частицы оксида начинают объединяться между собой, формируя сферические агрегаты. Образование агрегатов происходит по гидроксильным группам поверхности частиц. Так как частицы сферические, каждая пара частиц образует только одну связь Ce–O–Ce.

Визуально, на основании данных электронной микроскопии, можно констатировать, что количество частиц первого типа в ряду CeO2(1)–(3) уменьшается. Так, в образце CeO2(1) они слагают ~30% образований, а в CeO2(2) и CeO2(3) – ˂5%. Сферические агрегаты могут состоять как только из одних высокодисперсных частиц, так и из частиц первого типа, покрытых одним или несколькими слоями высокодисперсных частиц. Вследствие этого достоверные данные о соотношении в материале частиц первого типа и высокодисперсных частиц получить затруднительно.

Оценка влияния добавки хлорида натрия при синтезе CeO2 на каталитические свойства оксида проведена с использованием модельной реакции распада пероксида водорода. Кинетические результаты приведены на рис. 6. Наименьшую каталитическую активность проявил CeO2* – образец, в синтезе которого NaCl не использовался [27]. Активность в модельном процессе у образцов CeO2/NaCl(1)–(3) выше, чем у CeO2(1)–(3). В рядах CeO2/NaCl(1)–(3) и CeO2(1)–(3) активность растет. Следует отметить, что присутствие хлорида натрия в реакции распада Н2О2 не оказывает влияния на процесс. Таким образом, рост содержания хлорида натрия в ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl приводит к росту каталитической активности синтезированного материала.

 

Рис. 6. Кинетические кривые конверсии пероксида водорода на образцах: 1 – CeO2 * [27], 2 – CeO2(1), 3 – CeO2(2), 4 – CeO2(3), 5 – CeO2/NaCl(1), 6 – CeO2/NaCl(2), 7 – CeO2/NaCl(3)

 

Каталитическая активность напрямую связана с дисперсностью частиц: чем меньше размеры частиц, тем большей активностью они обладают. Из результатов микроскопического исследования следует, что наибольшей дисперсностью (1.5–2.2 нм) обладают частицы, расположенные на поверхности сферических агрегатов. Очевидно, появление сферических агрегатов и рост их доли в общем количестве частиц обуславливает рост активности в ряду CeO2*–CeO2(1)–CeO2(2)–CeO2(3). В CeO2/NaCl(1)–(3) активным началом выступают высокодисперсные частицы оксида, еще не объединенные в агрегаты, чем и можно объяснить более высокую активность данных образцов относительно CeO2(1)–(3).

На основании данных рис. 6 был проведен расчет начальной скорости распада пероксида водорода ω0 на синтезированных образцах. Зависимость ω0 от содержания хлорида натрия в ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl представлена на рис. 7. Для образцов CeO2* и CeO2(1)–(3) зависимость 1 имеет характер, близкий к прямопропорциональному (рис. 7). Соответственно, можно утверждать, что с ростом содержания хлорида натрия на стадии синтеза происходит практически пропорциональный рост доли высокодисперсных частиц.

 

Рис. 7. Зависимости начальной скорости распада пероксида водорода от массы навески хлорида натрия для образцов: 1 – CeO2 * [27], CeO2(1)–(3); 2 – CeO2/NaCl(1)–(3)

 

Начальная скорость распада пероксида водорода при переходе от CeO2/NaCl(1)–(3) к соответствующим образцам CeO2(1)–(3) уменьшается практически на одинаковую величину (в 1.8 ± 1 раза) (рис. 7). Это указывает на то, что во всех случаях в снижении активности задействован один фактор. Очевидно, данным фактором выступает образование агрегатов. Объединение частиц в агрегаты приводит к тому, что часть частиц становится недоступной для взаимодействия с субстратом. Можно предположить, что доля таких частиц составляет ~50%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработана методика синтеза нанопорошка CeO2 с использованием композита ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl. Установлено, что CeO2 присутствует в виде церианита и аморфной фазы. Зафиксировано присутствие в нанопорошке частиц CeO2 двух типоразмеров: диаметром 15–40 и 1.5–2.2 нм. Частицы первого типа объединены в бесформенные образования. Частицы второго типа формируют поверхность агрегатов сферической формы. С ростом содержания NaCl в ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl доля сферических агрегатов и аморфной фазы в нанопорошке увеличивается. Размеры самих сферических агрегатов и частиц, составляющих их поверхность, практически не зависят от содержания хлорида натрия в исходном композите. С ростом содержания хлорида натрия в ПЦ/Ce(NO3)3/NaCl толщина гидроксильно-гидратного покрова в CeO2 увеличивается. Наличие фазы Ce(III) в материале не обнаружено. Углеродсодержащие примеси в нанопорошки попадают из атмосферы. Каталитическая активность нанопорошка CeO2 в модельной реакции распада пероксида водорода увеличивается пропорционально росту содержания хлорида натрия в исходном композите.

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках государственного задания (тема № гос. рег. 124020200072-0).

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

×

About the authors

А. Б. Шишмаков

Институт органического синтеза им. И. Я. Постовского УрО Российской академии наук

Email: Mikushina@ios.uran.ru
Russian Federation, Екатеринбург

Ю. В. Микушина

Институт органического синтеза им. И. Я. Постовского УрО Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: Mikushina@ios.uran.ru
Russian Federation, Екатеринбург

О. В. Корякова

Институт органического синтеза им. И. Я. Постовского УрО Российской академии наук

Email: Mikushina@ios.uran.ru
Russian Federation, Екатеринбург

References

  1. Вашук В.В., Цозел Й, Шельтер М., Шперлинг Е., Поссекрдт Ю., Василечко Л.О., Мацукевич И.В., Крутько Н.П., Гут У., Мертиг М. Нанокомпозиционная керамика на основе оксидов магния, церия и самария // Электрохимия. 2018. Т. 54. № 12. С. 1124–1134. https://doi.org/10.1134/S0424857018140116
  2. Chen J., Feng W., Zhao W. Anion-doped CeO2 for High-performance Lithium-sulfur Batteries // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 584. P. 152613. https:// doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.152613
  3. Li Y., Liu H.-Y., Shi L.-N., Zhu Y.-R., Yi T.-F. Improved Lithium Storage Performance of CeO2-decorated SrLi2Ti6O14 Material as an Anode for Li-ion Battery // J. Ind. Eng. Chem. 2021. V. 101. P. 144–152. https:// doi.org/10.1016/j.jiec.2021.06.019
  4. Qian G., Baccaro S., Guerra A., Xiaoluan L., Shuanglong Y., Iurlaro G., Chen G. Gamma Irradiation Effects on ZnO-based Scintillating Glasses Containing CeO2 and/or TiO2 // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B: Beam Interact. Mater. At. 2007. V. 262. № 2. P. 276–280. https:// doi.org/10.1016/j.nimb.2007.06.005
  5. Marzouk S.Y., Ezz-Eldin F.M. Optical Study of Ce3+ Ion in Gamma-irradiated Binary Barium-borate Glasses // Phys. B Condens. Matter. 2008. V. 403. № 18. P. 3307–3315. https:// doi.org/10.1016/j.physb.2008.04.041
  6. Садливская М. В., Михеева Н. Н., Зайковский В. И., Мамонтовa Г. В. Влияние способа получения на структуру катализаторов Ag-CeO2 и их активность в окислении сажи // Кинетика и катализ. 2019. T. 60. № 4. C. 464–470. https:// doi.org/10.1134/S0453881119040178
  7. Черных М.В., Михеева Н.Н., Зайковский В.И., Мамонтов Г.В. Катализаторы на основе CeO2 для сорбционно-каталитического окисления толуола // Материалы IV Российского конгресса по катализу “РОСКАТАЛИЗ” (20–25 сентября). Казань. 2021 С. 548–549. http://vital.lib.tsu.ru/vital/access/manager/Repository/koha:000891776
  8. Chen H., Ding Z., Yan J., Hou M., Bi Y. One-pot Hydrothermal Synthesis of a Novel Pt@CeO2 Nanocomposite for Water-gas Shift Reaction // Catal. Commun. 2021. V. 149. P. 106206. https:// doi.org/10.1016/j.catcom.2020.106206
  9. Sozarukova M.M., Proskurnina E.V., Popov A.L., Kalinkin A.L., Ivanov V.K. New Facets of Nanozyme Activity of Ceria: Lipo- and Phospholipoperoxidase-Like Behaviour of CeO2 Nanoparticles // RSC Adv. 2021. V. 11(56). P. 35351–35360. https:// doi.org/10.1039/d1ra06730c
  10. Abramova A.V., Abramov V.O., Fedulov I.S., Baranchikov A.E., Kozlov D.A., Veselova V.O., Kameneva S.V., Ivanov V.K., Cravotto G. Strong Antibacterial Properties of Cotton Fabrics Coated with Ceria Nanoparticles under high power ultrasound // Nanomaterials. 2021. V. 11(10). P. 2704. https:// doi.org/10.3390/nano11102704
  11. Sozarukova M.M., Proskurnina E.V., Ivanov V.K. Prooxidant Potential of CeO2 Nanoparticles towards Hydrogen Peroxide // Nanosyst.: Phys. Chem. Math. 2021. V. 12. P. 283–290. https:// doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-3-283-290
  12. Popov A.L., Andreeva V.V., Khohlov N.V., Kamenskikh K.A., Gavrilyuk V.B., Ivanov V.K. Comprehensive Cytotoxicity Analysis of Polysaccharide Hydrogel Modified with Cerium Oxide Nanoparticles for Wound Healing Application // Nanosyst.: Phys. Chem. Math. 2021. V. 12. № 3. P. 329–335. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-3-329-335
  13. Shcherbakov A.B., Reukov V.V., Yakimansky A.V., Krasnopeeva E.L., Ivanova O.S., Popov A.L., Ivanov V.K. CeO2 Nanoparticle-Containing Polymers for Biomedical Applications: a Review // Polymers. 2021. V. 13(6). P. 924. https://doi.org/10.3390/polym13060924
  14. Popov A.L., Kolmanovich D.D., Popova N.R., Sorokina S.S., Ivanova O.S., Chukavin N.N., Shcherbakov A.B., Kozlova T.O., Kalashnikova S.A., Ivanov V.K. Synthesis and Biocompatibility Study of Ceria-Mildronate Nanocomposite in vitro //Nanosyst.: Phys. Chem. Math. 2022. V. 13(1). P. 96–103. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2022-13-1-96-103
  15. Кузнецова М.Н., Жилкина В.Ю. Наночастицы оксида церия. Применение и оценка токсичности наночастиц оксида церия // Фармацевтическое дело и технология лекарств. 2021. № 2. C. 38–43. https://doi.org/10.33920/med-13-2102-02
  16. Fudala A.Y., Salih W.M., Alkazaz F.F. Synthesis Different Sizes of Cerium Oxide CeO2 Nanoparticles by Using Different Concentrations of Precursor via Sol–Gel Method // Mater. Today: Proc. 2022. V. 49. № 7. P. 2786–2792. https:// doi. org/10.1016/j.matpr.2021.09.452
  17. Maria Magdalane C., Kaviyarasu K., Siddhardha B., Ramalingam G. Synthesis and Characterization of CeO2 Nanoparticles by Hydrothermal Method // Mater. Today: Proc. 2020. V. 36. № 2. P. 130-132. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.283
  18. Pastor-Pérez L., Ramos-Fernández E.V., Sepúlveda-Escribano A. Effect of the CeO2 Synthesis Method on the Behaviour of Pt/CeO2 Catalysis for the Water-Gas Shift Reaction // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44. № 39. P. 21837–21846. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.06.206
  19. Syed Khadar Y.A., Balamurugan A., Devarajan V.P., Subramanian R., Dinesh Kumar. S. Synthesis, Characterization and Antibacterial Activity of Cobalt Doped Cerium Oxide (CeO2 : Co) Nanoparticles by Using Hydrothermal Method // J. Mater. Res. Technol. 2019. V. 8. № 1. P. 267–274. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2017.12.005
  20. Bugrov A.N., Vorobiov V.K., Sokolova M.P., Kopitsa G.P., Bolshakov S.A., Smirnov M.A. Hydrothermal Synthesis of CeO2 Nanostructures and Their Electrochemical Properties // Nanosyst.: Phys. Chem. Math. 2020. V. 11. № 3. P. 355–364. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2020-11-3-355-364
  21. Chen H., Ding Z., Yan J., Hou M., Bi Y. One-pot Hydrothermal Synthesis of a Novel Pt@CeO2 Nanocomposite for Water-Gas Shift Reaction // Catal. Commun. 2021. V. 149. P. 106206. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2020.106206
  22. Kockrick E., Schrage C., Grigas A., Geiger D., Kaskel S. Synthesis and Catalytic Properties of Microemulsion-Derived Cerium Oxide Nanoparticles. // J. Solid State Chem. 2008. V. 181. P. 1614–1620. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2008.04.036
  23. Максимчук Н.В., Шмырева А.Н., Борисов А.В. Свойства и практическое применение нанокристаллических пленок оксида церия // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2010. № 5–6. С. 54–59.
  24. Абдуллин Х.А., Кемельбекова А.Е., Лисицын В.М., Мухамедшина Д.М., Немкаева Р.Р., Тулегенова А.Т. Аэрозольный синтез высокодисперсного люминофора Y3Al5O12:Ce3+ с интенсивной фотолюминесценцией // Физика твердого тела. 2019. Т. 61. № 10. С. 1884–1889. https://doi.org/10.21883/FTT.2019.10.48265.501
  25. Huang J.-J., Wang C.-C., Jin Chen F., Chen Z.-G. // TNMSC. 2017. V. 27. № 3. P. 578–583. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(17)60064-5
  26. Волков А.А., Бойцова Т.Б., Стожаров В.М., Исаева Е.И. Синтез и фотокаталитическая активность волокнистых наноструктур оксида церия(IV) // ЖОХ. 2020. Т. 90. № 2. С. 308–314. https://doi.org/10.31857/S0044460X20020183
  27. Шишмаков А.Б., Микушина Ю.В., Корякова О.В. Синтез CeO2 и CeO2/C с использованием в качестве темплата порошковой целлюлозы и порошковой целлюлозы–сахарозы // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 7. С. 867–876. https://doi.org/10.31857/S0044457X22602231
  28. Кравцов А.А., Блинов А.В., Ясная М.А., Семенова Н.С. Исследование влияния типа прекурсора на структуру и фазовый состав наноразмерного CeO2, синтезированного золь-гель методом // Вестн. Самар. гос. техн. ун-та. Сер. Технические науки. 2015. № 3(47). С. 208–212.
  29. Шишмаков А.Б., Микушина Ю.В., Валова М.С., Корякова О.В, Паршина Е.В., Петров Л.А Ксерогель диоксида циркония, модифицированный порошковой целлюлозой // ЖПХ. 2009. Т. 82. № 12. C.1971–1975.
  30. Кузнецова О.В., Харчук В.Г., Корякова О.В., Петров Л.А. Активность гидрогеля диоксида циркония в реакции жидкофазного окисления 2,3,5-триметил-1,4-гидрохинона // Аналитика и контроль. 2006. Т. 10. № 2. С. 126-130.
  31. Hu Z, Haneklaus S.H., Sparovek G, Schnug E. Rare Earth Elements in Soils // Commun. Soil Sci. Plant Anal. 2006. V. 37. № 9–10. Р. 1381–1420. https://doi.org/10.1080/00103620600628680
  32. Стоянов А.О., Стоянова И.В., Чивирева Н.А. Антонович В.П. Методы определения разновалентных форм церия и европия (обзор) // Методы и объекты химического анализа. 2013. Т. 8. № 3. С. 104–118.
  33. Халипова О.С. Технология получения оксидных систем СeO2-SiO2 и СeO2-SnO2 в тонкопленочном и дисперсном состояниях из пленкообразующих растворов и их свойства. Автореф. дис. … к.т.н. Томск. 2014. 22 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. IR spectra of the samples: 1 - CeO2/NaCl(1), 2 - CeO2/NaCl(2), 3 - CeO2/NaCl(3)

Download (64KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. IR spectra of the samples: 1 - CeO2* [27], 2 - CeO2(1), 3 - CeO2(2), 4 - CeO2(3)

Download (90KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. UV-visible spectra (absorption spectra) of the samples: 1 - CeO2*[27], 2 - CeO2(1), 3 - CeO2(2), 4 - CeO2(3)

Download (65KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Fragments of diffractograms of samples: 1 - CeO2(1), 2 - CeO2(2), 3 - CeO2(3)

Download (30KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Microphotographs of CeO2(1) (a-d), CeO2(2) (e), CeO2(3) (f) samples

Download (48KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Kinetic curves of hydrogen peroxide conversion on samples: 1 - CeO2* [27], 2 - CeO2(1), 3 - CeO2(2), 4 - CeO2(3), 5 - CeO2/NaCl(1), 6 - CeO2/NaCl(2), 7 - CeO2/NaCl(3)

Download (19KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Dependences of the initial rate of hydrogen peroxide decomposition on the mass of the sodium chloride suspension for the samples: 1 - CeO2 * [27], CeO2(1)-(3); 2 - CeO2/NaCl(1)-(3)

Download (11KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».