Нанесение наночастиц Pt на субстрат из многослойных углеродных нанотрубок

4.4. На рис. 2 представлены результаты термогравиметрического исследования

(интегральные кривые зависимости веса от температуры) образцов УДА исходного, обо о

работанного в H2 при 850 С в течение 1 часа и обработанного в парах CCL4 при 450 С в течение 1 часа. Исходя из этих данных, можно сделать вывод, что прогрев образцов в водороде и парах CCl4 приводит к увеличению стойкости порошка УДА к окислению на воздухе. Разложение исходного порошка УДА идет в 5 этапов (рис. 3), а обработанных образцов - в два (рис. 4, рис. 5), что свидетельствует в пользу снижения полифункциональности поверхности порошка УДА при обработке в химически активных средах. Эти результаты подтверждают данные Фурье ИК-спектроскопии. Следует отметить, для образца, обработанного в водороде, имеет место некоторое увеличение массы при росте температуры (рис. 5) и только затем начинается ее снижение. По - видимому, это обусловлено превращением поверхностных связей C-H в связи C-OH или C=O под действием кислорода воздуха.

5. Выводы. 1. Установлена возможность повышения стойкости к окислению

оо

УДА после обработки в водороде и парах CCl4 на 10 С и 12 С соответственно; 2. Показано, что высокотемпературная обработка УДА в химически активных газах изменяет гидрофильность поверхности; 3. Согласно данным термогравиметрии, первоначально полифункциональный характер поверхности УДА имеет тенденцию смещения к монофункциональному.

Благодарности. Выражаем глубокую благодарность, за предоставление образцов УДА: А.П.Корженовскому и Ф.Н.Олесику. Мы признательны М.Р.Киселеву и

H.В.Серебряковой за проведение термогравиметрический измерений и ИК - спектроскопических исследований; анализ полученных данных проведен авторами.

Список литературы

I. Верещагин, А.Л. Детонационные наноалмазы.- Барнаул, 2001г.

2. Долматов, В.Ю. // Успехи химии, 2001.- №7.-С. 687-708

3. Spitsyn B.V., Davidson J.L., Gradoboev M.N., Galushko T.B., Serebryakova N.V., Kar-pukhina T.A., Kulakova I.I., Melnik N.N. Inroad to modification of détonation nanodiamond // Diamond and Related Materials 2006. V. 15. P. 296-299.

4. Спицын, Б.В. Модифицирование наноалмаза детонационного синтеза/ Б.В.Спицын, М.Н.Градобоев, Т.Б.Галушко, Т.А.Карпухина, Е.И.Кочеткова, Н.Н.Мельник // Материалы 2 - го межрегионального семинара «Нанотехнологии и фотонные кристаллы». Под редакцией Белянина А.Ф., Самойловича М.И.- Калуга:МВТУ им. Н.Э. Баумана, 2004.- C. 340-347.

УДК 661.66

К.С. Киселева, А.Н. Коваленко, С.Ю. Царева, Л.Д. Исхакова*, Е.В. Жариков

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия *Научный центр волоконной оптики РАН, Москва, Россия

НАНЕСЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ Pt НА СУБСТРАТ ИЗ МНОГОСЛОЙНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК

The features of the functionalization of carbon nanotubes (CNT) in nitric acid for Pt decoration are discussed. The influence of solvent nature, pH, and surfactant concentration on stability of the suspension of nano-

УСПЕХИ В хлимлии и химической технологии. Том XXI. 2007. №8 (76) 71

tubes were studied. Improvement of preparation of nanodisperse Pt particles in solution as well as decoration of multi-walled CNT substrate with Pt particles has been demonstrated.

В работе изучены особенности функционализации углеродных нанотрубок, зависимости устойчивости суспензии нанотрубок от природы растворителя, рН среды, концентрации ПАВ. Отработаны методики получения нанодисперсных частиц Pt в растворе и нанесения частиц Pt на субстрат из многослойных углеродных нанотрубок.

Использование во многих химических процессах наноразмерных частиц катализатора значительно повышает их эффективность. Частицы вследствие малого размера очень активны, следовательно, возникают дополнительные требования к материалу подложки, которая, с одной стороны, должна мешать агрегации частиц, с другой, -обеспечивать к ним свободный доступ реагентам химического процесса. Углеродные нанотрубки (УНТ) благодаря чрезвычайно высоким значениям удельной поверхности и значительной шероховатости, химической инертности являются перспективным материалом использования их в качестве субстрата наноразмерных частиц металлов.

В данной работе в качестве субстрата для мелкодисперсной платины использовали агрегаты многослойных нанотрубок. Так как процесс нанесения наночастиц платины проводят в растворе, большое внимание уделено получению устойчивой суспензии нанотрубок. Для получения суспензии нанотрубок необходимо вводить в раствор ПАВ или проводить предварительную функционализацию нанотрубок, поскольку они не растворяются в воде и в органических растворителях и, кроме того, они обладают очень плохой смачиваемостью.

В качестве исходного материала использовали многослойные нанотрубки диаметром 150-180 нм, полученные пиролизом бензола. Изучено влияние изменения pH раствора на процессы коагуляции и осаждения нанотрубок в водных растворах. В качестве поверхностно-активных веществ использовались лауретсульфат натрия, ЭДТА. Функционализацию нанотрубок проводили в растворах неорганических кислот с применением ультразвуковой обработки с частотой 22 кГц. Установлена зависимость устойчивости суспензии нанотрубок от значения рН среды и природы растворителя. Определены оптимальные условия проведения процесса функционализации нанотрубок в растворе азотной кислоты. Нанесение наночастиц платины на УНТ проводили методами пропитки [1] и коллоидным методом [2]. Платину восстанавливали из гексахлорплаптино-вой кислоты и её солей. Произведён подбор растворителя и восстановителя для проведения процесса нанесения платины (вода, муравьиная кислота, этиленгликоль, этанол), оптимизированы параметры процесса.

Процессы коагуляции и осаждения нанотрубок в растворах фиксировали цифровым фотоаппаратом Nikon Coolpix E995, полноту восстановления платины определяли методом РФА на ДРОН-3М, размеры нанотрубок и наночастиц платины определяли по изображениям, полученным на сканирующем электронном микроскопе «Jeol JSM-5910LV». Зависимости дисперсности частиц Pt в растворе и на поверхности УНТ от параметров процесса восстановления гексахлорплатиновой кислоты и ее солей (температуры, концентрации в растворе УНТ, восстановителей, и соединений платины) будут представлены. Найдены оптимальные условия функционализации УНТ в растворе азотной кислоты, зависимости устойчивости суспензии УНТ природы растворителя, концентрации ПАВ и рН среды.

Список литературы

1. G.C. Torres, E.I. Iablonski, G.T. Baronetti, A.A. Castro, SR. De Miguel, O.A. Scelza, M.D. Blanco, M.A. Pena Jimenez, J.L.G. Fierro, Applied Catalysis A: General, 161, 213 (1997).

2. J.H. Tian, F.B. Wang, Z.Q. Shan, R.J. Wang, J.Y. Zhang, Journal of Applied Electrochemistry, 34, 461 (2004).

УСПЕХИ^ В химии и химической технологии. Том XXI. 2007. №8 (76) 72