Спосіб синтезу нанокомпозиту оксид стануму (iv) – багатошарові вуглецеві нанотрубки (бшвнт)

Реферат: Спосіб синтезу нанокомпозиту оксид стануму (IV) - багатошарові вуглецеві нанотрубки включає одержання нанокомпозиту золь-гель методом шляхом змішування попередньо окиснених багатошарових вуглецевих нанотрубок з розчином SnCl2∙H2O за участі ультразвукового впливу, випарювання і термічної обробки протягом 1 години. Для розчинення солі використовують ізопропіловий спирт. Термічну обробку проводять прожарюванням за температури 500 °C. UA 73357 U (12) UA 73357 U UA 73357 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Запропонована корисна модель належить до способів синтезу нанокомпозиту оксид стануму (IV) - багатошарові вуглецеві нанотрубки (БШВНТ) для використання як газових сенсорів. Оксид стануму (IV) є широкозонним напівпровідником n-типу провідності, який знайшов практичне застосування як чутливий матеріал напівпровідникових газових сенсорів. Значний вплив на сенсорні параметри таких матеріалів мають об'єм пор, внутрішня будова та розмір кристалітів. Найвищі сенсорні характеристики мають нанокристалічні матеріали, питома площа поверхні та сорбційна активність яких досить розвинені. Створення вільних нанорозмірних матеріалів становить певні труднощі, оскільки матеріали в високодисперсному стані не мають високої стабільності. У зв'язку з цим, пропонується одержувати нанокомпозити, у яких наночастинки оксиду стануму (IV) будуть стабілізовані на поверхні багатошарових вуглецевих нанотрубок. За відомим способом синтезу нанокомпозитів оксиди металів - багатошарові вуглецеві нанотрубки у патенті США US2010/0055568 А1 [04.03.2010] пропонується диспергувати багатошарові нанотрубки у водному розчині за допомогою поверхнево-активних речовин, розчиняти прекурсори оксидів металів у воді в присутності сечовини, кип'ятити, висушувати суспензію під вакуумом за температури 100 °C та прожарювати за температури 300 °C. Недоліком цього способу є складність рівномірного диспергування нанотрубок у водному розчині та довготривалість майже всіх стадій синтезу, тому цей спосіб обумовлює нестабільну якість цільового продукту і має численні ознаки нетехнологічності. Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб, який описано у статті [Nguyen V.H., Nguyen A.P., Tran Т., Mai АЛ., Nguyen D.C. Gas-sensing properties of tin oxide doped with metal oxides and carbon nanotubes: A competitive sensor for ethanol and liquid petroleum gas // Sensors and Actuators B.-144, 2010. - P.450-456], де оксид стануму (IV) пропонують одержувати золь-гель методом з наступною обробкою напівпродукту в автоклаві за температури 200 °C, змішуванням його (оксиду стануму (IV)) із підготовленими багатошаровими нанотрубками та ультразвуковим опромінюванням. Недоліком цього методу є складність у відмиванні золю від хлорид-іонів та довготривалість першої стадій процесу, що робить цей спосіб при практичній реалізації і, отже, нетехнологічним. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки простого та технологічного методу синтезу нанокомпозиту оксид стануму (IV) - багатошарові вуглецеві нанотрубки (БШВНТ). Поставлена задача вирішується тим, що спосіб синтезу нанокомпозиту "оксид стануму (IV) багатошарові вуглецеві нанотрубки" включає змішування попередньо окиснених багатошарових вуглецевих нанотрубок з розчином SnCl2∙2H2O за участю ультразвукового впливу, випарюванні і термічній обробці протягом 1 години, який відрізняється тим, що для розчинення солі використовують ізопропіловий спирт, а термічну обробку проводять прожарюванням за температури 500 °C. Спосіб здійснюється наступним чином. Для синтезу нанокомпозиту оксид стануму (IV) багатошарові вуглецеві нанотрубки наважку 12,5 г стануму хлориду (SnCl2∙2H2O) розчиняли в 3 200 см ізопропілового спирту та перемішували на магнітній мішалці протягом 2 годин. Далі в одержаний розчин додавали 0,1 г багатошарових вуглецевих нанотрубок та обробляли ультразвуком протягом 5 хвилин, після чого суспензію випаровували до сухого стану, а отриманий осад прожарювали за температури 500 °C протягом 1 години. Одержаний зразок нанокомпозиту "оксид стануму (IV) - багатошарові вуглецеві нанотрубки" був досліджений методом електронної мікроскопії (див. рис.). На рис. показані ТЕМ-зображення, на яких видно, що наночастинки оксиду стануму (IV) розташовані на поверхні багатошарових вуглецевих нанотрубок та мають розміри від 10 до 25 нм. Синтез нанокомпозиту оксид стануму (IV) - багатошарові вуглецеві нанотрубки проводили із застосуванням реактиву - станум хлорид (SnCl2∙2H2O) кваліфікації "хч" та багатошарових вуглецевих нанотрубок, які було синтезовано за стандартною CVD методикою з ацетилену. Таким чином, запропонований спосіб синтезу нанокомпозиту оксид стануму (IV) багатошарові вуглецеві нанотрубки є простим та швидким, що робить його технологічним і гарантує одержання цільового нанокомпозиту стабільно високої якості. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Спосіб синтезу нанокомпозиту оксид стануму (IV) - багатошарові вуглецеві нанотрубки, що включає одержання нанокомпозиту золь-гель методом шляхом змішування попередньо окиснених багатошарових вуглецевих нанотрубок з розчином SnCl2∙H2O за участі ультразвукового впливу, випарювання і термічної обробки протягом 1 години, який 1 UA 73357 U відрізняється тим, що для розчинення солі використовують ізопропіловий спирт, а термічну обробку проводять прожарюванням за температури 500 °C. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2