RU2592892C1 - Electrochemical method of producing nano-sized structures of nickel (ii) oxide - Google Patents

Electrochemical method of producing nano-sized structures of nickel (ii) oxide Download PDF

Info

Publication number
RU2592892C1
RU2592892C1 RU2015110808/05A RU2015110808A RU2592892C1 RU 2592892 C1 RU2592892 C1 RU 2592892C1 RU 2015110808/05 A RU2015110808/05 A RU 2015110808/05A RU 2015110808 A RU2015110808 A RU 2015110808A RU 2592892 C1 RU2592892 C1 RU 2592892C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nickel
oxide
ionic liquid
anode
propylene glycol
Prior art date
Application number
RU2015110808/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Константиновна Лебедева
Дмитрий Юрьевич Культин
Наталья Викторовна Роот
Леонид Модестович Кустов
Гиляна Евгеньевна Джунгурова
Константин Борисович Калмыков
Сергей Федорович Дунаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Priority to RU2015110808/05A priority Critical patent/RU2592892C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2592892C1 publication Critical patent/RU2592892C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Inert Electrodes (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to electrochemical production of active forms of nanoparticles of metal oxides. Electrochemical method of producing nano-sized structures of nickel (II) oxide involves oxidation of anode in ionic liquid in an air atmosphere. Nickel anode and cathode are used. Oxidation is performed at temperature 20-25 °C for 2-20 minutes, with density of direct current of 5-10 mA/cm2 or at constant potential of 2.3-5 V. Ionic liquid is preferably with addition of distilled water or propylene glycol.
EFFECT: invention ensures production of highly ordered nano-sized structures.
4 cl, 5 dwg, 5 ex

Description

Предлагаемый способ относится к области электрохимического получения активных форм наночастиц оксидов металлов, конкретно, оксида никеля (II). Нанодисперсный порошок оксида никеля используют в топливных элементах как электродный материал, состоящий из металлической подложки и нанесенных на нее электрохимическим методом слоев на основе наночастиц оксидов и гидроксидов никеля, молибдена или вольфрама. Нанодисперсный оксид никеля применяют в катализе, в том числе в синтезе углеродных наноматериалов, как активный элемент газовых сенсоров. На основе сложных смесей оксидов никеля и кобальта разрабатывают высокоэффективные сверхчастотные диэлектрики.The proposed method relates to the field of electrochemical preparation of active forms of nanoparticles of metal oxides, in particular, nickel oxide (II). Nanodispersed powder of nickel oxide is used in fuel cells as an electrode material consisting of a metal substrate and layers deposited on it based on nanoparticles of oxides and hydroxides of nickel, molybdenum or tungsten. Nanodispersed nickel oxide is used in catalysis, including the synthesis of carbon nanomaterials, as an active element of gas sensors. Based on complex mixtures of nickel and cobalt oxides, high-performance superfrequency dielectrics are being developed.

Подробно особенности получения наночастиц металлов, в том числе нанооксида никеля, химическими способами рассмотрены в монографии А.Б. Килимник и Е.Ю. Острожковой [Электрохимический синтез нанодисперсных порошков оксидов металлов: монография / А.Б. Килимник, Е.Ю. Острожкова. - Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2012. - 144 с. - ISBN 978-5-8265-1100-8]. К химическим способам относится газофазное осаждение, восстановление в твердой и жидкой фазе, пиролиз соединений и золь-гель технологии.The features of the preparation of metal nanoparticles, including nickel nanooxide, by chemical methods are considered in detail in the monograph of A.B. Kilimnik and E.Yu. Ostrozhkova [Electrochemical synthesis of nanosized powders of metal oxides: monograph / A.B. Kilimnik, E.Yu. Ostrozhkova. - Tambov: Publishing House of FSBEI HPE "TSTU", 2012. - 144 p. - ISBN 978-5-8265-1100-8]. Chemical methods include gas phase deposition, solid and liquid reduction, pyrolysis of compounds and sol-gel technology.

Периодические наноструктуры с геометрией "tip-like" благодаря электронной эмиссии одномерным металлическим оксидом перспективны в использовании в качестве эмитента электронов для источников рентгеновского излучения, для плоских экранов, вакуумных микроэлектронных устройств, в катализе, фотонных кристаллах, биосенсорах. Оксид никеля (NiO) является прозрачным проводящим оксидом с шириной запрещенной зоны лежит в интервале 5 эВ и имеет низкое удельное сопротивление приблизительно 0.14 Ом·см.Thanks to electron emission by one-dimensional metal oxide, periodic tip-like nanostructures are promising for use as electron emitters for X-ray sources, for flat screens, vacuum microelectronic devices, in catalysis, photonic crystals, and biosensors. Nickel oxide (NiO) is a transparent conductive oxide with a band gap in the range of 5 eV and has a low resistivity of approximately 0.14 Ohm · cm.

Методика получения «наносот» оксида никеля с геометрией "tip-like" описана в [С. Kei, K.-Н. Kuo, C.-Y. Su, С.-Т. Lee, C.-N. Hsiao, T.-P. Perng /Chem. Mater. 2006. V.18. Р.4544-4546]. «Наносоты» оксида никеля получают при использовании ультразвуковой ванны. Оксид кремния и оптическое стекло В270 (Schott, Inc.) (далее субстраты) очищают погружением в раствор (H2SO4/30%H2O2, 3:1) при температуре 80°С на 5 минут. Протравка из буферного оксида была применена, чтобы удалить слой поверхностного оксида. Оба субстрата затем промывают раствором (Н2О/30% H2O2/NH4OH, 10:2:1) при 60°C в течение 5 минут и промывают дистиллированной водой. Суспензию полистирола (PS) в воде в форме наносфер размером 200 и 400 нм (10% по объему, Bangs Laboratories, Inc.) разбавляют в объемном отношении 1:4 смесью Triton Х-100 (Aldrich)/ метанол (1:400 по объему). Суспензию наночастиц PS наносят на субстрат вращением в центрифуге при скорости 2000 об/мин в течение 10 сек для получения наносферного шаблона. Органические и неорганические растворы объемом 200 мл приливают по каплям в наносферный шаблон. Образец высушивают при комнатной температуре, затем нагревают на воздухе при 350°C в течение 30 мин для выпаривания наносфер и растворителя, чтобы сформировать «наносоты» и верхний слой. После обработки ультразвуком в дистиллированной воде в течение 30 сек верхний слой удаляют, оставляя снизу «наносоты». Для приготовления «наносот» NiO был выбран раствор никель 2-этилгексаноата в качестве прекурсора.The technique for producing nanosites of nickel oxide with tip-like geometry is described in [S. Kei, K.-N. Kuo, C.-Y. Su, S.-T. Lee, C.-N. Hsiao, T.-P. Perng / Chem. Mater. 2006. V.18. P. 4544-4546]. Nickel oxide "nanosites" are obtained using an ultrasonic bath. Silica and optical glass B270 (Schott, Inc.) (hereinafter substrates) are purified by immersion in a solution (H 2 SO 4 /30% H 2 O 2 , 3: 1) at a temperature of 80 ° C for 5 minutes. Buffered oxide etching was applied to remove the surface oxide layer. Both substrates are then washed with a solution (H 2 O / 30% H 2 O 2 / NH 4 OH, 10: 2: 1) at 60 ° C. for 5 minutes and washed with distilled water. A suspension of polystyrene (PS) in water in the form of nanospheres 200 and 400 nm in size (10% by volume, Bangs Laboratories, Inc.) is diluted in a volume ratio of 1: 4 with a mixture of Triton X-100 (Aldrich) / methanol (1: 400 by volume ) A suspension of PS nanoparticles is applied to the substrate by rotation in a centrifuge at a speed of 2000 rpm for 10 seconds to obtain a nanosphere template. 200 ml organic and inorganic solutions are added dropwise to the nanosphere template. The sample is dried at room temperature, then heated in air at 350 ° C for 30 minutes to evaporate the nanospheres and solvent to form “nanosots” and the top layer. After sonication in distilled water for 30 seconds, the upper layer is removed, leaving a “nanosota” below. A nickel 2-ethylhexanoate solution was chosen as a precursor for the preparation of NiO nanosots.

Методом пиролиза аэрозолей водного глицин-нитратного раствора были получены порошки NiO [А.П. Белослудцев, Д.В. Кузнецов, Д.В. Лысов, А.Г. Юдин, С.Э. Кондаков / ВЕСТИ. МОСК. УН-ТА. СЕР. 2. ХИМИЯ. 2012. Т. 53. №5. С. 339-343]. В качестве исходного материала для получения порошков оксида никеля использовали водный раствор соли нитрата никеля («ч.д.а.») и глицин («ч.»). Нитрат никеля был выбран потому, что он разлагается при относительно невысоких температурах (56,5°C) и при использовании метода пиролиза ультразвуковых аэрозолей образуются частицы оксида никеля с полой микросферой. Установка для получения наноструктурных микросфер методом пиролиза аэрозолей состоит из ультразвуковых генераторов, цилиндрического кварцевого реактора (длина 510 мм, внутренний диаметр 28 мм), фильтрующего элемента и вакуумного насоса. Расстояние от поверхности раствора до ультразвукового излучателя составляет 20 мм и поддерживается путем дозированной подачи исходного раствора. Проведено исследование морфологии наноструктурированных микросферических частиц оксида никеля в зависимости от состава исходного раствора. Показано, что данным способом формируются полые микросферы диаметром от 0,5 до 5,0 мкм, стенки которых состоят из наночастиц размером порядка 10-20 нм. Обнаружено, что добавление глицина в исходный раствор позволило добиться равномерно пористой структуры микросфер и значительно увеличить их удельную поверхность. Описанный способ лишен одного из самых значительных недостатков получения нанооксида никеля из нитрата, а именно, загрязнения атмосферы диоксидом азота за счет добавления глицина, однако, требует достаточно сложного аппаратурного оформления.NiO powders were obtained by aerosol pyrolysis of an aqueous glycine-nitrate solution [A.P. Belosludtsev, D.V. Kuznetsov, D.V. Lysov, A.G. Yudin, S.E. Kondakov / NEWS. MOSCOW. UN-TA. SER. 2. CHEMISTRY. 2012.V. 53. No. 5. S. 339-343]. An aqueous solution of nickel nitrate salt (“analytical grade”) and glycine (“analytical grade”) was used as a starting material for the preparation of nickel oxide powders. Nickel nitrate was chosen because it decomposes at relatively low temperatures (56.5 ° C) and when using the method of pyrolysis of ultrasonic aerosols, nickel oxide particles with a hollow microsphere are formed. The apparatus for producing nanostructured microspheres by aerosol pyrolysis consists of ultrasonic generators, a cylindrical quartz reactor (length 510 mm, inner diameter 28 mm), a filter element and a vacuum pump. The distance from the surface of the solution to the ultrasonic emitter is 20 mm and is maintained by the dosed supply of the initial solution. The morphology of nanostructured microspherical particles of nickel oxide is studied depending on the composition of the initial solution. It was shown that this method forms hollow microspheres with a diameter of 0.5 to 5.0 μm, the walls of which consist of nanoparticles with a size of about 10-20 nm. It was found that the addition of glycine to the initial solution made it possible to achieve a uniformly porous structure of microspheres and significantly increase their specific surface area. The described method is devoid of one of the most significant drawbacks of producing nickel nanooxide from nitrate, namely, atmospheric pollution with nitrogen dioxide due to the addition of glycine, however, requires a rather complicated hardware design.

Предложен способ модифицирования поверхности оксида алюминия или кремния нанесением на нее пиролизом нанооксида никеля [Патент РФ №: 2496576 от 27 октября 2013, B01J, В82В, Левачев С.М., Левачева И.С., Ланин С.Н., Власенко Е.В., Банных А.А.]. Способ включает обработку неорганического оксида водорастворимой солью никеля(II) с последующим образованием наночастиц оксида никеля(II) на поверхности неорганического оксида. При этом в предварительно нагретый до 50-90°C водный раствор соли никеля(II) последовательно вводят неорганический оксид и щелочь, после остывания полученной смеси вводят раствор тетрагидробората натрия в алифатическом спирте. Затем отгоняют из полученного продукта азеотропную смесь «алифатический спирт-вода», выдерживают продукт при 70-90°C и промывают последовательно в воде и дважды в алифатическом спирте. Полученную систему спирт-осадок ставят в сушильный шкаф для удаления азеотропной смеси «изопропиловый спирт - вода» и далее повторяют стадию промывки изопропиловым спиртом дважды. Полученный твердый остаток помещают в сушильный шкаф и выдерживают до полного удаления спирта. Высушенный образец оставляют на воздухе. Через сутки все наночастицы никеля окисляются до оксида никеля (II). В качестве неорганического оксида используют оксид алюминия или оксид кремния. Технический результат изобретения состоит в снижении энергоемкости процесса. К числу недостатков данного способа можно отнести длительность (около суток) процесса, многократность промывок.A method is proposed for modifying the surface of aluminum oxide or silicon by applying nickel nanooxide to it by pyrolysis [RF Patent No. 2496576 dated October 27, 2013, B01J, B82B, Levachev SM, Levacheva IS, Lanin SN, Vlasenko E. V., Bannykh A.A.]. The method includes treating the inorganic oxide with a water-soluble nickel (II) salt, followed by the formation of nickel (II) oxide nanoparticles on the surface of the inorganic oxide. In this case, an inorganic oxide and alkali are successively introduced into an aqueous solution of nickel (II) salt preheated to 50-90 ° C, and after cooling the resulting mixture, a solution of sodium tetrahydroborate in aliphatic alcohol is introduced. Then the aliphatic alcohol-water azeotropic mixture is distilled off from the obtained product, the product is kept at 70-90 ° C and washed successively in water and twice in aliphatic alcohol. The resulting alcohol-precipitate system is placed in an oven to remove the isopropyl alcohol-water azeotropic mixture, and then the washing step with isopropyl alcohol is repeated twice. The resulting solid residue is placed in a drying oven and maintained until the alcohol is completely removed. The dried sample is left in the air. In a day, all nickel nanoparticles are oxidized to nickel (II) oxide. As inorganic oxide, alumina or silica is used. The technical result of the invention is to reduce the energy intensity of the process. The disadvantages of this method include the duration (about a day) of the process, the frequency of leaching.

Описан способ получения массивов наностержней оксида цинка [Патент KZ №26062 от 14.09.2012, В81С, Кудайбергенов С.Е. и др.]. Способ может применяться для создания солнечных элементов, в оптоэлектронике, сенсорике. Техническим результатом изобретения является получение упорядоченных массивов наностержней оксида цинка на неориентированных неориентирующих подложках без использования катализаторов. Сущность изобретения заключается в том, что вертикально упорядоченные массивы наностержней оксида цинка получают методом газотранспортного синтеза, ускоренного присутствием углерода на поверхности подложки, при этом углеродный поверхностный слой создается при пиролизе предварительно нанесенного на подложку слоя углеродсодержащего вещества непосредственно в процессе синтеза. Недостатком данного способа является использование высокого давления и аргона, как газа-носителя.A method for producing arrays of zinc oxide nanorods is described [Patent KZ No. 26062 dated 09/14/2012, B81C, Kudaibergenov S.E. and etc.]. The method can be used to create solar cells, in optoelectronics, sensors. The technical result of the invention is to obtain ordered arrays of zinc oxide nanorods on non-oriented non-oriented substrates without the use of catalysts. The essence of the invention lies in the fact that vertically ordered arrays of zinc oxide nanorods are obtained by gas transport synthesis accelerated by the presence of carbon on the surface of the substrate, while the carbon surface layer is created by the pyrolysis of a layer of carbon-containing substance previously deposited on the substrate directly during synthesis. The disadvantage of this method is the use of high pressure and argon as a carrier gas.

Снижение негативного воздействия химической промышленности на окружающую среду может быть достигнуто разработкой производств на основе электрохимических процессов, позволяющих снизить применение химических реагентов: окислителей и восстановителей. Замена химических стадий в технологических процессах синтеза неорганических и органических веществ электрохимическими позволяет:Reducing the negative environmental impact of the chemical industry can be achieved by developing plants based on electrochemical processes that reduce the use of chemicals: oxidizing agents and reducing agents. Replacing chemical stages in technological processes for the synthesis of inorganic and organic substances with electrochemical ones allows:

- разрабатывать универсальные технологические схемы производства вследствие универсальности окислителя/восстановителя - электрического тока;- to develop universal technological schemes of production due to the universality of the oxidizing agent / reducing agent - electric current;

- повысить селективность процесса, благодаря использованию требуемого значения потенциала электрода или тока.- increase the selectivity of the process, through the use of the required value of the potential of the electrode or current.

Предложен способ получения ультрамикродисперсного порошка оксида никеля на переменном токе [патент РФ №2503748 от 10.01.2014. Килимник А.Б., Острожкова Е.Ю., Бакунин Е.С]. Способ осуществляется следующим образом. Электролиз проводят на переменном синусоидальном токе на никелевых электродах, в ячейке объемом 200 см3, при плотности тока 2,5 А/см2, частоте токе 20 Гц и температуре 20-30°C, при напряжении на электродах 4 В. Электроды и термометр закрепляют в электроизоляционной крышке, например фторопластовой или пропиленовой. По истечении заданного времени процесса электроды извлекают из ячейки, промывают дистиллированной водой и спиртом, а затем взвешивают на аналитических весах. Полученный порошок отделяют фильтрацией, промывают дистиллированной водой, высушивают и взвешивают. Скорость разрушения никеля и образования ультрамикродисперсного порошка оксида никеля определяют весовым методом. Поверхностная скорость разрушения никеля составляет 75 мг/(см2·ч). Недостатком данного метода является использование гравиметрии, а также отсутствие характеристик получаемого оксида никеля (например, форма и размер частиц).A method for producing ultramicrodispersed nickel oxide powder on alternating current is proposed [RF patent No. 2503748 from 01/10/2014. Kilimnik A.B., Ostrozhkova E.Yu., Bakunin E.S.]. The method is as follows. The electrolysis is carried out on an alternating sinusoidal current on nickel electrodes, in a cell with a volume of 200 cm 3 , at a current density of 2.5 A / cm 2 , a current frequency of 20 Hz and a temperature of 20-30 ° C, at a voltage of 4 V on the electrodes. Electrodes and thermometer fixed in an insulating cover, for example fluoroplastic or propylene. After a predetermined time of the process, the electrodes are removed from the cell, washed with distilled water and alcohol, and then weighed on an analytical balance. The resulting powder was separated by filtration, washed with distilled water, dried and weighed. The rate of destruction of Nickel and the formation of ultramicrodispersed powder of Nickel oxide is determined by the gravimetric method. The surface rate of nickel destruction is 75 mg / (cm 2 · h). The disadvantage of this method is the use of gravimetry, as well as the lack of characteristics of the obtained nickel oxide (for example, the shape and size of the particles).

Наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности существенных признаков является способ получения нанотрубок оксида титана в ионных жидкостях (U.S. Patent 8,585,886, November 19, 2013, Jun Qu, Huimin Luo, and Sheng Dai). Предложен электрохимический способ получения наноразмерных структур оксида титана (IV), включающий анодное окисление титанового анода в ионной жидкости в атмосфере воздуха. В патенте заявлено использование различных ИЖ общей формулы К+-, где К+ выбирают из замещенных ионов имидазолия, пиридиния, четвертичного аммония со фторсодержащими анионами из

Figure 00000001
и др. В предлагаемом способе гидрофильную ионную жидкость 1-бутил-3-метилимидазолий тетрафторборат (BMIMBF4) смешивают с дистиллированной водой в весовом отношении 0.276:1 и полученный раствор используют в качестве электролита. Рабочим электродом служит титановая фольга толщиной 0.5 мм, поверхность которой предварительно тщательно очищают ацетоном и этанолом. Фольгу помещают в двухэлектродную ячейку. Вспомогательным электродом является платиновая пластина. Электролиз проводят при комнатной температуре (21°C). Напряжение выбирают в ряду от 0 до 40 В. В течение электролиза поддерживают постоянное напряжение. Оптимизацию осуществляют подбором времени. Зависимость тока от времени фиксируют с помощью миллиамперметра. В начале синтеза ток составляет около 2 мА, постепенно падает за 80 минут до 0.5 мА, после чего резко возрастает до 20 мА, что служит сигналом окончания синтеза.Closest to the proposed method for the combination of essential features is a method for producing titanium oxide nanotubes in ionic liquids (US Patent 8,585,886, November 19, 2013, Jun Qu, Huimin Luo, and Sheng Dai). An electrochemical method is proposed for producing nanoscale structures of titanium (IV) oxide, including anodic oxidation of a titanium anode in an ionic liquid in an air atmosphere. The patent claims the use of various ILs of the general formula K + + A - , where K + is selected from substituted imidazolium, pyridinium, quaternary ammonium ions with fluorine-containing anions from
Figure 00000001
and others. In the proposed method, the hydrophilic ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (BMIMBF 4 ) is mixed with distilled water in a weight ratio of 0.276: 1 and the resulting solution is used as an electrolyte. The working electrode is 0.5 mm thick titanium foil, the surface of which is thoroughly cleaned with acetone and ethanol. The foil is placed in a two-electrode cell. The auxiliary electrode is a platinum plate. The electrolysis is carried out at room temperature (21 ° C). The voltage is selected in the range from 0 to 40 V. During the electrolysis, a constant voltage is maintained. Optimization is carried out by the selection of time. The dependence of current on time is fixed using a milliammeter. At the beginning of the synthesis, the current is about 2 mA, gradually drops in 80 minutes to 0.5 mA, after which it rises sharply to 20 mA, which serves as a signal for the end of the synthesis.

Недостатком этого способа является то, что в качестве электролита используют смесь ионной жидкости с водой, хотя не все упомянутые в патенте ИЖ являются гидрофильными и способны смешиваться с водой в заявленных количествах, например, ИЖ с анионом бистрифлатимида

Figure 00000002
Использование в качестве вспомогательного электрода платины ведет к удорожанию способа.The disadvantage of this method is that a mixture of ionic liquid with water is used as the electrolyte, although not all ILs mentioned in the patent are hydrophilic and are able to mix with water in the stated amounts, for example, IL with a bistriflatimide anion
Figure 00000002
The use of platinum as an auxiliary electrode leads to a higher cost of the method.

Задачей предлагаемого способа является получение наноразмерных оксидов, конкретно оксида никеля (II) в нанодисперсном состоянии. Технический результат заключается в получении высокоупорядоченных наноразмерных структур.The objective of the proposed method is to obtain nanoscale oxides, specifically nickel oxide (II) in the nanodispersed state. The technical result consists in obtaining highly ordered nanoscale structures.

Поставленная задача решена данным изобретением.The problem is solved by this invention.

В электрохимическом способе получения наноразмерных частиц оксида никеля(II), включающем окисление анода в ионной жидкости в атмосфере воздуха, согласно изобретению в качестве анода используют никелевый анод, окисление проводят при температуре 20-25°C в течение 2-20 минут, при плотности постоянного тока 5-10 мА/см2 или при постоянном потенциале 2.3-5 В, в качестве катода используют никелевый катод. В качестве никелевого катода и анода используют никелевую фольгу толщиной до 0,5 мм. Предпочтительно используют ионную жидкость с добавкой дистиллированной воды (в объемном отношении ионная жидкость/вода до 10:1) или пропиленгликоля (в объемном отношении ионная жидкость/пропиленгликоль от 1:0.5 до 1:1). Катион ионной жидкости выбирают из замещенных алкилимидазолия, алкилпиридиния, алкилпиперидиния и др., анион- выбирают из

Figure 00000003
Cl- и др. Выбор ионных жидкостей как электролитических сред для синтеза нанооксида никеля обусловлен их свойствами, удовлетворяющими требованиям «green chemistry». Различные ионные жидкости на основе катиона имидазолия, в том числе [BMIM][NTf2] и 1-бутил-3-метилимидазолий хлорид [BMIM]Cl, не только негорючи, но и стабильны в широком диапазоне температур: от комнатной температуры до 400°C. Они обладают достаточной электропроводностью, что в общем случае не требует введения постороннего фонового электролита. В то же время ионные жидкости характеризуются большими «окнами» электрохимической устойчивости (от -2 до +2 В относительно потенциала хлорсеребряного электрода) и одновременно выполняют роль среды, формирующей и стабилизирующей наночастицы оксидов металлов. Высокая вязкость ионной жидкости способствует тому, что в ее присутствии формирование наночастиц оксидов металлов происходит в виде отдельных зерен на поверхности электрода, а не в виде тонкого слоя из компактного оксида. Предлагаемый способ получения нанооксида никеля не ограничивает возможности использования как гидрофильных ([BMIM]Cl), так и гидрофобных ([BMIM][NTf2]) ионных жидкостей. Содержание воды в находящейся в равновесии с атмосферой [BMIM]Cl составляет около 60000 ppm, а в [BMIM][NTf2] около 500 ppm [А.М. O'Mahony, D.S. Silvester, L. Aldous, С. Hardacre, RG. Compton / J. Chem. Eng. Data 2008. V. 53. P. 2884-2891].In the electrochemical method for producing nanosized particles of nickel (II) oxide, comprising oxidizing the anode in an ionic liquid in an atmosphere of air, according to the invention, a nickel anode is used as the anode, the oxidation is carried out at a temperature of 20-25 ° C for 2-20 minutes, at a constant density current 5-10 mA / cm 2 or at a constant potential of 2.3-5 V, a nickel cathode is used as a cathode. Nickel foil with a thickness of up to 0.5 mm is used as a nickel cathode and anode. Preferably, an ionic liquid with the addition of distilled water (in a volume ratio of ionic liquid / water up to 10: 1) or propylene glycol (in a volume ratio of ionic liquid / propylene glycol from 1: 0.5 to 1: 1) is used. The ionic liquid cation is selected from substituted alkylimidazolium, alkylpyridinium, alkylpiperidinium, etc., the anion is selected from
Figure 00000003
Cl - and others. The choice of ionic liquids as electrolytic media for the synthesis of nickel nanooxide is due to their properties that meet the requirements of "green chemistry". Various ionic liquids based on the imidazolium cation, including [BMIM] [NTf 2 ] and 1-butyl-3-methylimidazolium chloride [BMIM] Cl, are not only non-combustible, but also stable over a wide temperature range: from room temperature to 400 ° C. They have sufficient electrical conductivity, which in the General case does not require the introduction of extraneous background electrolyte. At the same time, ionic liquids are characterized by large "windows" of electrochemical stability (from -2 to +2 V relative to the potential of a silver chloride electrode) and at the same time serve as a medium that forms and stabilizes metal oxide nanoparticles. The high viscosity of the ionic liquid contributes to the fact that in its presence the formation of metal oxide nanoparticles occurs as individual grains on the surface of the electrode, and not as a thin layer of compact oxide. The proposed method for producing nickel nanooxide does not limit the possibility of using both hydrophilic ([BMIM] Cl) and hydrophobic ([BMIM] [NTf 2 ]) ionic liquids. The water content in [BMIM] Cl, which is in equilibrium with the atmosphere, is about 60,000 ppm, and in [BMIM] [NTf 2 ] about 500 ppm [A.M. O'Mahony, DS Silvester, L. Aldous, C. Hardacre, RG. Compton / J. Chem. Eng. Data 2008. V. 53. P. 2884-2891].

В предлагаемом способе к растворителю (ионной жидкости) добавляют воду или пропиленгликоль. Образующиеся при анодном растворении никеля ионы Ni2+ в присутствии воды образуют аквакомплексы состава [Ni(Н2О)4]2+, которые при гидролизе образуют оксид никеля. Гликоли и полиолы также имеют важное значение в синтезе хорошо охарактеризованных наноструктурных оксидных материалов, поскольку они являются хелатирующими лигандами иона металла, что позволяет контролировать скорость гидролиза алкоксидов переходных металлов [Т. Fröschl, U. Hörmann, P. Kubiak, G. Kučerova', M. Pfanzelt, С.K. Weiss, R.J. Behm, N. Hüsing, U. Kaiser, K. Landfesterd, M. Wohlfahrt-Mehrens/ Chem. Soc. Rev. 2012. v. 41. Р. 5313-5360].In the proposed method, water or propylene glycol is added to the solvent (ionic liquid). The Ni 2+ ions formed during the anodic dissolution of nickel in the presence of water form aqua complexes of the composition [Ni (Н 2 О) 4 ] 2+ , which form nickel oxide upon hydrolysis. Glycols and polyols are also important in the synthesis of well-characterized nanostructured oxide materials, since they are chelating ligands of the metal ion, which makes it possible to control the rate of hydrolysis of transition metal alkoxides [T. Fröschl, U. Hörmann, P. Kubiak, G. Kučerova ', M. Pfanzelt, C.K. Weiss, RJ Behm, N. Hüsing, U. Kaiser, K. Landfesterd, M. Wohlfahrt-Mehrens / Chem. Soc. Rev. 2012. v. 41. R. 5313-5360].

В качестве катода могут быть использованы электроды, например, из графита, стеклоуглерода, меди, кобальта и других материалов, обладающих достаточной электропроводностью и не взаимодействующих с ионной жидкостью. Электродом сравнения является серебряная проволока.The cathode can be used electrodes, for example, of graphite, glassy carbon, copper, cobalt and other materials that have sufficient electrical conductivity and do not interact with the ionic liquid. The reference electrode is silver wire.

Электрохимическое анодирование никеля проводят в атмосфере воздуха.Electrochemical anodizing of nickel is carried out in an air atmosphere.

Перечень иллюстративных материалов.The list of illustrative materials.

На рис. 1 представлена микрофотография фрагмента поверхности исходного никелевого анода, подвергнутого обезжириванию в ацетоне и высушенного до постоянного веса.In fig. 1 is a photomicrograph of a surface fragment of a starting nickel anode degreased in acetone and dried to constant weight.

На рис. 2 представлена микрофотография фрагмента поверхности никелевого анода, полученная через 15 минут анодного воздействия при потенциале Е=2.8 В в ионной жидкости [BMIM]Cl в атмосфере воздуха при температуре 25°C. На рис. 2 на поверхности никелевого электрода видны упорядоченно расположенные стержни оксида никеля диаметром 50 нм и длиной свыше 200 нм.In fig. Figure 2 shows a micrograph of a fragment of the surface of a nickel anode obtained after 15 minutes of anodic exposure at a potential of E = 2.8 V in an ionic liquid [BMIM] Cl in an air atmosphere at a temperature of 25 ° C. In fig. 2, on the surface of the nickel electrode, orderedly arranged nickel oxide rods with a diameter of 50 nm and a length of over 200 nm are visible.

На рис. 3 представлена микрофотография фрагмента поверхности никелевого анода, полученная через 5 мин воздействия при потенциале Е=2.3 В в ионной жидкости [BMIM]Cl в присутствии добавки пропиленгликоля (объемное отношение 1:1) в атмосфере воздуха при температуре 20°C. На рис. 3 на поверхности никелевого электрода видны упорядоченно расположенные наностержни оксида никеля размером от 50 до 200 нм.In fig. Figure 3 shows a micrograph of a fragment of the surface of a nickel anode obtained after 5 min of exposure at a potential of E = 2.3 V in [BMIM] Cl ionic liquid in the presence of propylene glycol additive (volume ratio 1: 1) in an air atmosphere at a temperature of 20 ° C. In fig. 3, on the surface of the nickel electrode, orderly arranged nickel oxide nanorods ranging in size from 50 to 200 nm are visible.

На рис. 4 представлена микрофотография фрагмента поверхности никелевого анода, полученная через 5 мин воздействия анодным током плотностью 7.5 мА·см-2 в ионной жидкости [BMIM]Cl в присутствии добавки пропиленгликоля (объемное отношение 1:1) в атмосфере воздуха при температуре 25°C. На рис. 4 на поверхности никелевого электрода видны упорядоченно расположенные слоями наностержни оксида никеля диаметром 30-50 нм и длиной 100-200 нм.In fig. Figure 4 shows a micrograph of a fragment of the surface of a nickel anode obtained after 5 min of exposure to an anode current of 7.5 mA cm –2 in ionic liquid [BMIM] Cl in the presence of propylene glycol additive (volume ratio 1: 1) in an air atmosphere at a temperature of 25 ° C. In fig. 4, nickel oxide nanorods 30–30 nm in diameter and 100–200 nm in length arranged in layers on the surface of a nickel electrode are visible.

На рис. 5 представлена микрофотография фрагмента поверхности никелевого анода после анодного воздействия при постоянном токе плотностью 7,5 мА·см-2 в течение 100 секунд в ионной жидкости [BMIM]NTf2 в присутствии пропиленгликоля (объемное отношение 1:1) в атмосфере воздуха при температуре 25°C. На рис. 5 видно образование нанооксида никеля в виде «наносот» с геометрией "tip-like" диаметром около 100 нм.In fig. Figure 5 shows a micrograph of a fragment of the surface of a nickel anode after anodic exposure at a constant current density of 7.5 mA cm -2 for 100 seconds in an ionic liquid [BMIM] NTf 2 in the presence of propylene glycol (volume ratio 1: 1) in an air atmosphere at a temperature of 25 ° C. In fig. Figure 5 shows the formation of nickel nanooxide in the form of "nanosets" with "tip-like" geometry with a diameter of about 100 nm.

Данные, полученные при анодном электрохимическом воздействии на никелевый анод в среде ионной жидкости, свидетельствуют о том, что в результате этого процесса на поверхности никеля образуются наночастицы оксида никеля в виде «наносот» с геометрией "tip-like" или наностержней диаметром 30-100 нм в зависимости от условий проведения синтеза.The data obtained by anodic electrochemical treatment of a nickel anode in an ionic liquid medium indicate that, as a result of this process, nickel oxide nanoparticles in the form of "nanosets" with tip-like geometry or nanorods with a diameter of 30-100 nm are formed on the nickel surface depending on the conditions of the synthesis.

Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами.The proposed method is illustrated by the following examples.

Пример 1.Example 1

Электрохимическое получение оксида никеля проводили из раствора ионной жидкости 1-бутил-3-метилимидазолий хлорида [BMIM]Cl, содержащего воду в количестве 60000 ppm. Процесс проводили при температуре 25°C в течение 15 мин при потенциале Е=2.8 В. В качестве анода использовали никелевую фольгу (S=0.4 см2), предварительно обезжиренную в ацетоне и высушенную до постоянного веса (рис. 1). В качестве катода использовали никелевую фольгу. Электрод сравнения - серебряная проволока.Electrochemical preparation of nickel oxide was carried out from a solution of ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium chloride [BMIM] Cl containing water in an amount of 60,000 ppm. The process was carried out at a temperature of 25 ° C for 15 min at a potential of E = 2.8 V. A nickel foil (S = 0.4 cm 2 ), previously degreased in acetone and dried to constant weight, was used as an anode (Fig. 1). Nickel foil was used as a cathode. The reference electrode is silver wire.

Данные электронной микроскопии никелевого анода (рис. 2) получены через 15 мин анодного воздействия. На рис. 2 видны продукты полного окисления никеля с высокоразвитой поверхностью на электроде из никеля. На рис. 2 на поверхности никелевого электрода видны упорядоченно вертикально расположенные стержни оксида никеля диаметром 50 нм и длиной свыше 200 нм. Согласно данным элементного анализа содержание кислорода (35-43% атомных), никеля (40-47% атомных) и оставшееся - адсорбированный хлорид-ион.Electron microscopy data of the nickel anode (Fig. 2) were obtained after 15 minutes of anode exposure. In fig. Figure 2 shows the products of the complete oxidation of nickel with a highly developed surface on the nickel electrode. In fig. 2, on the surface of a nickel electrode, orderly vertically arranged nickel oxide rods with a diameter of 50 nm and a length of over 200 nm are visible. According to elemental analysis, the content of oxygen (35-43% atomic), nickel (40-47% atomic) and the remaining is adsorbed chloride ion.

Пример 2.Example 2

В условиях эксперимента, аналогичных примеру 1, проводили синтез наноразмерных частиц оксида никеля раствора [BMIM]Cl, содержащего воду в количестве 60000 ppm. Процесс проводили при температуре 20°C в течение 20 мин при потенциале Е=2.6 В. В качестве анода использовали никелевую фольгу (S=0.4 см2), предварительно обезжиренную в ацетоне и высушенную до постоянного веса (рис. 1). В качестве катода использовали никелевую фольгу. Электрод сравнения - серебряная проволока. На поверхности никелевого электрода образуются упорядоченно расположенные стержни оксида никеля диаметром 50 нм и длиной свыше 200 нм.Under experimental conditions similar to Example 1, nanosized particles of nickel oxide were synthesized in a solution of [BMIM] Cl containing water in an amount of 60,000 ppm. The process was carried out at a temperature of 20 ° C for 20 min at a potential of E = 2.6 V. A nickel foil (S = 0.4 cm 2 ), previously degreased in acetone and dried to constant weight, was used as an anode (Fig. 1). Nickel foil was used as a cathode. The reference electrode is silver wire. On the surface of the nickel electrode, ordered nickel oxide rods with a diameter of 50 nm and a length of over 200 nm are formed.

Пример 3.Example 3

В условиях эксперимента, аналогичных примеру 1, получение наноразмерных частиц оксида никеля проводили из раствора [BMIM]Cl, содержащего пропиленгликоль (объемное отношение 1:1). Процесс проводили при температуре 25°C в течение 5 мин при потенциале Е=2.3 В. В качестве анода использовали никелевую фольгу (S=0.4 см2). В качестве катода использовали никелевую фольгу. Электрод сравнения - серебряная проволока. На рис. 3 представлена микрофотография фрагмента поверхности никелевого анода, полученная через 5 мин воздействия при потенциале Е=2.3 в ионной жидкости [BMIM]Cl в присутствии добавки пропиленгликоля (объемное отношение 1:1) в атмосфере воздуха при температуре 25°C. На рис. 3 на поверхности никелевого электрода видны упорядоченно расположенные наностержни оксида никеля размером от 50 до 200 нм.Under experimental conditions similar to example 1, the preparation of nanosized particles of nickel oxide was carried out from a solution of [BMIM] Cl containing propylene glycol (volume ratio 1: 1). The process was carried out at a temperature of 25 ° C for 5 min at a potential of E = 2.3 V. Nickel foil was used as the anode (S = 0.4 cm 2 ). Nickel foil was used as a cathode. The reference electrode is silver wire. In fig. Figure 3 shows a micrograph of a fragment of the surface of a nickel anode obtained after 5 min of exposure at a potential of E = 2.3 in [BMIM] Cl ionic liquid in the presence of a propylene glycol additive (volume ratio 1: 1) in an air atmosphere at a temperature of 25 ° C. In fig. 3, on the surface of the nickel electrode, orderly arranged nickel oxide nanorods ranging in size from 50 to 200 nm are visible.

Пример 4.Example 4

В условиях эксперимента, аналогичных примеру 1, синтез наноразмерных частиц оксида никеля осуществляли из раствора [BMIM]Cl, содержащего пропиленгликоль (объемное отношение 1:1). Процесс проводили при температуре 25°C в течение 5 мин при анодном токе 7.5 мА·см-2. На рис. 4 представлена микрофотография фрагмента поверхности никелевого анода, полученная через 5 мин воздействия анодным током плотностью 7.5 мА·см-2 в ионной жидкости [BMIM]Cl в присутствии добавки пропиленгликоля (объемное отношение 1:1) в атмосфере воздуха при температуре 25°C. На рис. 4 на поверхности никелевого электрода видны упорядоченно расположенные слоями наностержни оксида никеля диаметром 30-50 нм и длиной 100-200 нм.Under experimental conditions similar to Example 1, the synthesis of nanosized particles of nickel oxide was carried out from a solution of [BMIM] Cl containing propylene glycol (volume ratio 1: 1). The process was carried out at a temperature of 25 ° C for 5 min at an anode current of 7.5 mA · cm -2 . In fig. Figure 4 shows a micrograph of a fragment of the surface of a nickel anode obtained after 5 min of exposure to an anode current of 7.5 mA cm –2 in ionic liquid [BMIM] Cl in the presence of propylene glycol additive (volume ratio 1: 1) in an air atmosphere at a temperature of 25 ° C. In fig. 4, nickel oxide nanorods 30–30 nm in diameter and 100–200 nm in length arranged in layers on the surface of a nickel electrode are visible.

Пример 5.Example 5

В условиях эксперимента, аналогичных примеру 1, получение наноразмерных частиц оксида никеля осуществляли из раствора [BMIM]NTf2, содержащего пропиленгликоль (объемное отношение 1:1). Процесс проводили при температуре 25°C в течение 120 сек при анодном токе 7.5 мА·см-2. Данные электронной микроскопии приведены на рис. 5.Under experimental conditions similar to Example 1, nanosized particles of nickel oxide were prepared from a solution of [BMIM] NTf 2 containing propylene glycol (volume ratio 1: 1). The process was carried out at a temperature of 25 ° C for 120 seconds at an anode current of 7.5 mA · cm -2 . Electron microscopy data are shown in Fig. 5.

На рис. 5 представлена микрофотография фрагмента поверхности никелевого анода после анодного воздействия при постоянном токе плотностью 7,5 мА·см-2 в течение 120 секунд в ионной жидкости [BMIM]NTf2 в присутствии пропиленгликоля (объемное отношение 1:1) в атмосфере воздуха при температуре 25°C. На рис. 5 видно образование нанооксида никеля в виде «наносот» с геометрией "tip-like" диаметром около 100 нм.In fig. Figure 5 shows a micrograph of a fragment of the surface of a nickel anode after anodic exposure at a constant current density of 7.5 mA cm -2 for 120 seconds in an ionic liquid [BMIM] NTf 2 in the presence of propylene glycol (volume ratio 1: 1) in an air atmosphere at a temperature of 25 ° C. In fig. Figure 5 shows the formation of nickel nanooxide in the form of "nanosets" with tip-like geometry with a diameter of about 100 nm.

Claims (4)

1. Электрохимический способ получения наноразмерных структур оксида никеля (II), включающий окисление анода в ионной жидкости в атмосфере воздуха, отличающийся тем, что используют никелевые анод и катод, окисление проводят при температуре 20-25°C в течение 2-20 минут, при плотности постоянного тока 5-10 мА/см2 или при постоянном потенциале 2.3-5 В.1. The electrochemical method for producing nanoscale structures of nickel oxide (II), including the oxidation of the anode in an ionic liquid in an atmosphere of air, characterized in that a nickel anode and cathode are used, the oxidation is carried out at a temperature of 20-25 ° C for 2-20 minutes, at DC density 5-10 mA / cm 2 or at a constant potential of 2.3-5 V. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве никелевого катода и анода используют никелевую фольгу толщиной до 0.5 мм.2. The method according to claim 1, characterized in that nickel foil with a thickness of up to 0.5 mm is used as a nickel cathode and anode. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют ионную жидкость с добавкой дистиллированной воды в объемном отношении ионная жидкость / вода до 10:1.3. The method according to p. 1, characterized in that they use an ionic liquid with the addition of distilled water in a volume ratio of ionic liquid / water up to 10: 1. 4. Способ по п. 1, в котором используют ионную жидкость с добавкой пропиленгликоля в объемном отношении ионная жидкость / пропиленгликоль от 1:0.5 до 1:1. 4. The method according to p. 1, in which an ionic liquid with the addition of propylene glycol in a volume ratio of ionic liquid / propylene glycol from 1: 0.5 to 1: 1 is used.
RU2015110808/05A 2015-03-26 2015-03-26 Electrochemical method of producing nano-sized structures of nickel (ii) oxide RU2592892C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110808/05A RU2592892C1 (en) 2015-03-26 2015-03-26 Electrochemical method of producing nano-sized structures of nickel (ii) oxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110808/05A RU2592892C1 (en) 2015-03-26 2015-03-26 Electrochemical method of producing nano-sized structures of nickel (ii) oxide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2592892C1 true RU2592892C1 (en) 2016-07-27

Family

ID=56557096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015110808/05A RU2592892C1 (en) 2015-03-26 2015-03-26 Electrochemical method of producing nano-sized structures of nickel (ii) oxide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2592892C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652202C2 (en) * 2016-10-11 2018-04-25 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for producing hollow nanostructured metal microspheres
GB2596291A (en) * 2020-06-22 2021-12-29 Nanomox Ltd Method for producing metal and/or metalloid compounds in an ionic liquid

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2428495C1 (en) * 2010-03-09 2011-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО ТГТУ Procedure for production of ultra-micro-dispersed powder of nickel oxide
RU2449426C1 (en) * 2010-10-04 2012-04-27 Нина Владимировна Смирнова METHOD TO PRODUCE COMPOSITE NiO/C MATERIAL
US8585886B2 (en) * 2009-06-09 2013-11-19 Ut-Battelle, Llc Method for synthesis of titanium dioxide nanotubes using ionic liquids
RU2503748C2 (en) * 2011-10-10 2014-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ТГТУ) Method of producing ultramicrodispersed nickel oxide powder using ac

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8585886B2 (en) * 2009-06-09 2013-11-19 Ut-Battelle, Llc Method for synthesis of titanium dioxide nanotubes using ionic liquids
RU2428495C1 (en) * 2010-03-09 2011-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО ТГТУ Procedure for production of ultra-micro-dispersed powder of nickel oxide
RU2449426C1 (en) * 2010-10-04 2012-04-27 Нина Владимировна Смирнова METHOD TO PRODUCE COMPOSITE NiO/C MATERIAL
RU2503748C2 (en) * 2011-10-10 2014-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ТГТУ) Method of producing ultramicrodispersed nickel oxide powder using ac

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652202C2 (en) * 2016-10-11 2018-04-25 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for producing hollow nanostructured metal microspheres
GB2596291A (en) * 2020-06-22 2021-12-29 Nanomox Ltd Method for producing metal and/or metalloid compounds in an ionic liquid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Safaei et al. Enhanced photoelectrochemical performance of Z-scheme g-C3N4/BiVO4 photocatalyst
Xian et al. TiO2 Nanotube Array Graphene CdS Quantum Dots Composite Film in Z-Scheme with Enhanced Photoactivity and Photostability
Huang et al. Co3O4-modified TiO2 nanotube arrays via atomic layer deposition for improved visible-light photoelectrochemical performance
Ma et al. Improved hydrogen production of Au–Pt–CdS hetero‐nanostructures by efficient plasmon‐induced multipathway electron transfer
Sarma et al. Redox-induced enhancement in interfacial capacitance of the titania nanotube/bismuth oxide composite electrode
Liu et al. Ionic liquids in surface electrochemistry
Liu et al. Growth of oriented single-crystalline rutile TiO2 nanorods on transparent conducting substrates for dye-sensitized solar cells
Zheng et al. Facile fabrication of WO3 nanoplates thin films with dominant crystal facet of (002) for water splitting
Bell et al. Understanding the enhancement in photoelectrochemical properties of photocatalytically prepared TiO2-reduced graphene oxide composite
Wang et al. Hydrothermal growth of layered titanate nanosheet arrays on titanium foil and their topotactic transformation to heterostructured TiO2 photocatalysts
Bai et al. Performance enhancement of ZnO photocatalyst via synergic effect of surface oxygen defect and graphene hybridization
Kasuga et al. Formation of titanium oxide nanotube
Wang et al. Sonochemical method for the preparation of bismuth sulfide nanorods
US9821303B2 (en) Photocatalyst using semiconductor-carbon nanomaterial core-shell composite quantum dot and method for preparing the same
Choi et al. Electrochemical synthesis of nanostructured ZnO films utilizing self-assembly of surfactant molecules at solid− liquid interfaces
Abdelkader et al. Continuous electrochemical exfoliation of micrometer-sized graphene using synergistic ion intercalations and organic solvents
Qin et al. Ionic liquid-assisted growth of single-crystalline dendritic gold nanostructures with a three-fold symmetry
Yu et al. Fabrication and characterization of visible-light-driven plasmonic photocatalyst Ag/AgCl/TiO2 nanotube arrays
Sakthivel et al. Synthesis and characterization of samarium-substituted molybdenum diselenide and its graphene oxide nanohybrid for enhancing the selective sensing of chloramphenicol in a milk sample
Jia et al. Synthesis, characterization, and photocatalytic activity of Zn-doped SnO2 hierarchical architectures assembled by nanocones
Liu et al. Controlled synthesis of heterogeneous metal–titania nanostructures and their applications
Wang et al. Bi2S3-nanowire-sensitized BiVO4 sheets for enhanced visible-light photoelectrochemical activities
Elbanna et al. Charge carrier dynamics in TiO2 mesocrystals with oxygen vacancies for photocatalytic hydrogen generation under solar light irradiation
Wang et al. Engineering of monodisperse mesoporous titania beads for photocatalytic applications
Siavash Moakhar et al. AuPd bimetallic nanoparticle decorated TiO 2 rutile nanorod arrays for enhanced photoelectrochemical water splitting