2,811 research outputs found
Nanomaterials Synthesis with the Use of Surfactants
No full textЖеребцов Дмитрий Анатольевич, канд. хим. наук, старший научный сотрудник управления научной и инновационной деятельности; старший научный сотрудник кафедры материаловедения и физико-химии материалов, инженер-исследователь научно-образовательного центра «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; [email protected].
D.A. Zherebtsov, [email protected]
South Ural State University, Chelyabinsk, Russian FederationРассмотрены методы синтеза наноматериалов с применением поверхностно-активных веществ. Приведен краткий анализ и классификация ПАВ. Одним из методов является синтез нанопористых трехмерно упорядоченных оксидных, халькогенидных или металлических наноматериалов в структуре лиотропных жидких кристаллов, формирующихся в высококонцентрированных водных растворах ПАВ. Отмечена пионерская работа 1992 г. по созданию первого мезопористого силикатного материала, послужившая инициатором широкой волны исследований в этой области. Другим методом является использование обратных мицелл ПАВ в углеводородных средах, что позволяет проводить реакции в объеме микрокапель растворов реагирующих компонентов и тем самым уменьшать размер образующихся наночастиц. Для целенаправленного использования ПАВ необходимо знание двойных и тройных диаграмм состояния вода - ПАВ и вода - масло - ПАВ, которые строятся согласно классическим представлениям физической химии о равновесии в двух- и многокомпонентных системах. В обзоре приведены наиболее подробно охарактеризованные двойные и тройные диаграммы состояния, имеющие значение для матричного синтеза. Обсуждены методы исследования диаграмм состояния. Затронуты также близко родственные системы на основе блок-сополимеров, ряд которых также может быть рассмотрен как высокомолекулярные ПАВ. Отдельно рассмотрены оксидные и оксигидроксидные наноматериалы, включающие соединения Si, Al, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mn, W, Sn, Ce и смешанных материалов, с матрицей из SiO₂, на которую нанесено некоторое количество оксида другого металла: Al, V, Cr, Fe, Zr, Mo, Ni, либо металлические частицы катализаторов: Ag, Pt или Pd, полученные с применением ПАВ в процессе осаждения неорганической фазы. Приведены примеры наиболее упорядоченных мезопористых наноматериалов, образующих трехмерно периодические структуры с открытой пористостью. Предложены пути дальнейшего развития метода матричного синтеза наноматериалов с использованием ПАВ. This review considers the methods of nanomaterials synthesis using surfactants. It provides a brief analysis and classification of surfactants. One of the methods is the synthesis of nanoporous three-dimensional-ordered oxide, chalcogenide, or metal nanomaterials in the structure of lyotropic liquid crystals formed in highly concentrated aqueous solutions of surfactants. The 1992 pioneering work on the creation of the first mesoporous silicate material, which initiated a wide wave of research in this area, is also pointed out. Another method is the use of surfactants' reverse micelles in hydrocarbon media, which allows performing reactions in microdrops volume of reacting components' solutions and thereby reduces the size of the formed nanoparticles. For targeted use of surfactants, it is necessary to know the diagrams of the double and triple diagrams of water-surfactants and water-oil-surfactants state, which are formed according to the classical concepts of physical chemistry about equilibrium in two- and multicomponent systems. This review provides the most detailed double and triple state diagrams, which are important for matrix synthesis. The methods of the state diagrams research are discussed. Close related systems based on block copolymers, a number of which can also be considered as high-molecular surfactants, are also touched upon. Oxide and oxyhydroxide nanomaterials, including Si, Al, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mn, W, Sn, Ce and mixed materials compounds, with a matrix of SiO₂, on which a certain amount of another metal oxide is deposited: Al, V, Cr, Fe, Zr, Mo, Ni, or metal particles of catalysts: Ag, Pt or Pd, obtained using surfactants in the process of inorganic phase deposition, are considered separately. The review provides examples of the most structured mesoporous nanomaterials, which form three-dimensional periodic structures with open porosity. It suggests ways of further development for the method of nanomaterials matrix synthesis using surfactants
Modeling of Non-Covalent Interactions of Vat Dyes with Carbon Nitride Fragments
No full textМатвеева Ксения Владимировна – студент кафедры оптоинформатики, лаборант-
исследователь лаборатории многомасштабного моделирования функциональных материалов НОЦ «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: [email protected]
Барташевич Екатерина Владимировна – доктор химических наук, профессор кафедры теоретической и прикладной химии, заведующий лабораторией многомасштабного моделирования функциональных материалов НОЦ «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: [email protected]
Жеребцов Дмитрий Анатольевич – кандидат химических наук, старший научный сотрудник, кафедра материаловедения и физико-химии материалов, инженер НОЦ «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: [email protected].
K.V. Matveeva, [email protected]
D.A. Zherebtsov, [email protected]
E.V. Bartashevich, [email protected]
South Ural State University, Chelyabinsk, Russian FederationВ целях изучения возможности модификации нитрида углерода производными по-
лициклических ароматических углеводородов методами теории функционала плотности выполнено моделирование фрагмента слоя структуры C₃N₄, представленной тремя гептазиновыми звеньями, соединенными аминогруппами. Рассмотрены молекулярные комплексы такого фрагмента с двумя кубовыми красителями: бордо Д и золотисто- желтый ЖХД. Показано, что молекулы красителей комплементарны полости кармана, но исследуемые комплексы не являются плоскими. Вычислены и сравнены энергии взаимодействия и энергии водородных связей в комплексах. In order to study the possibility of carbon nitride modification with derivatives of polycyclic aromatic hydrocarbons, the simulation of the layer fragment of the C₃N₄ structure have been carried out by the density functional theory. The structure is represented by three heptazine units connected by amino groups. Molecular complexes of such a fragment with two vat dyes have been considered: Vat Red 15 and Vat Yellow 4. It has been shown that the dye molecules are complementary to the pocket cavity, but the complexes under study are not planar structures. The interaction energy and H-bond energy in two different complexes have been calculated and compared.Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ
(грант ГЗ № 4.1157.2017/4.6), а также при поддержке Правительства РФ (Постановление № 211 от 16.03.2013 г.), соглашение № 02.A03.21.0011
Electrodeposition of Nickel from Solutions Containing Liquid Crystals
No full textД.А. Жеребцов, Д.С. Толстогузов, С.В. Штин
Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск. D.A. Zherebtsov, [email protected]
D.S. Tolstoguzov, [email protected]
S.V. Shtin, [email protected]
South Ural State University, Chelyabinsk, Russian FederationИзучена возможность получения структурированных никелевых покрытий методами химического и электрохимического осаждения. Для осаждения использованы электролиты, содержащие жидкие кристаллы. Электролиты были приготовлены из насыщенного (водного или
аммиачного) раствора хлорида никеля и неионогенного поверхностно-активного вещества
ОП-10 при массовом соотношении растворов 1:1. Проведено химическое осаждение никеля
на алюминиевую подложку, а также электрохимическое осаждение на никелевую, медную и
титановую подложки. Осаждение на алюминий и никель проводили из электролита, составленного из насыщенного водного раствора хлорида никеля и ОП-10. При осаждении на медь и
титан водный раствор хлорида никеля был заменен на аммиачный. Целью замены было повышение рН раствора и, как следствие, уменьшение выделения водорода и увеличение выхода никеля по току. Исследования покрытий с помощью растрового электронного микроскопа
показали, что в случае осаждения никеля из водного раствора покрытие содержит преимущественно гидроксохлорид никеля. При замене водного раствора на аммиачный осажденное покрытие содержит преимущественно металлический никель в виде дендритов размером от 50 до 1000 нм. The possibility of obtaining structured nickel coatings by chemical and electrochemical depos
tion was investigated. Deposition was performed from electrolytes containing liquid crystals.
The electrolytes were prepared from a saturated (aqueous or ammoniac) solution of nickel chloride
and nonionic surfactant OP-10 at a weight ratio of solutions 1:1. The chemical deposition of nickel
was performed on aluminium substrate, and electrochemical deposition was performed on nickel,
copper and titanium substrates. Deposition on aluminum and nickel was performed from electrolyte
composed of a saturated aqueous solution of nickel chloride and OP-10. During the deposition on
copper and titanium the aqueous solution of nickel chloride was replaced by ammoniac one. The pur
pose of the replacement was to increase the pH of the solution and, as a consequence, to d
the hydrogen evolution and increase output of nickel. Studies of the coatings by scanning electron
microscope showed that in the case of deposition of nickel from aqueous solution coating contains
mainly nickel hydroxochloride. When replacing a water solution by ammoniac, the precipitated coating
comprises nickel metal in the form of dendrites with a size from 50 to 1000 nm
Design metrics for evaluating the propulsive efficiency of future ships
No full textThere is an increasing need for the ship design process to take account of environmental issues such as the emission of greenhouse gases and the likely extension of a carbon dioxide charging mechanism to international shipping. These issues, together with the need for economic viability, provide further incentives to improve the efficiency of propulsion of ships. The main components of powering are firstly reviewed. Individual components and other power saving devices are identified which should contribute to improvements in the overall efficiency of propulsion. Suitable design metrics and procedures, taking into account economic and environmental factors, are recommended for the design of future ships
Synthesis of tungsten oxides with cellular structure
No full textBeing exposed to hydrochloric acid vapor, solutions of a surfactant and sodium tungstate form tungstic-acid-based materials with a structure representing a system of interpenetrating hollow spheres 2- 8 μm in diameter constructed from lamellar H 2WO 4 crystals with a thickness of 80-200 nm. The reduction of the tungstic-acid-based material with hydrogen gives rise to the formation of a material based on tung- sten(IV) oxide (WO 2), which retains the initial structure. The adsorption capacity of the tungstic-acid-based materials is determined with respect to benzene. The specific surface area of the obtained materials is 60- 110 m 2/g. © Pleiades Publishing, Ltd., 2012
Template synthesis of alumina gel with a nanohoneycomb structure
No full textThe effect of isooctylphenol poly(ethylene glycol) ether (C 8H17C6H4O[C2H 4O]10H) on the structure of aluminum oxyhydrate is studied. It is established that, after being dried, gels that form from the mixture of aluminum nitrate, surfactant, and ammonia (concentrations in the final mixture of 9, 9, and 6 wt %, respectively) solutions have a lamellar structure with a layer thickness of 60-80 nm. Each layer of the lamellar phase consists of hexagonal prisms with an edge length of 100-120 nm, which are assembled into a honeycomb or a graphite-like structure. © 2009 Pleiades Publishing, Ltd
Properties of solutions formed by water, furfuryl alcohol, and poly(ethylene glycol) (10) isooctyl phenol ether
No full textOriginal measuring cell was used to study the electrical conductivity, viscosity, and light transmission of the ternary system constituted by water, furfuryl alcohol, and OP-10 foaming agent at 20°C. The optical characteristics of the solutions and formation of emulsions and liquid-crystalline phases were examined. © 2012 Pleiades Publishing, Ltd
Brief note: some observations on oscillating tangential forces and wear in general plane contacts
No full textFor general plane contact of elastically similar materials, including cases where there are multiple regions of contact, general properties of the partial slip solution for conditions of constant normal force and monotonically increasing shearing force have been found recently by the first author. An extension is given here to cover the unloading and cyclic loading cases. Further, it is shown that, if the tangential load varies between two fixed limits, the region of stick does not change, even if relative microslip causes wear, changing continuously the profile of the indenter. The contact area will change, but wear will not enter the original region of adhesion. The theoretical limit to which wear will eventually, asymptotically proceed is established, viz. almost complete contact over what is the initial stick zone, although it may, in practice, take a long time to reach this state
Thermodynamic analysis of the gallium – nitrogen system
No full textЛеонович Борис Иванович – кандидат технических наук, доцент. E-mail: [email protected]
Трофимов Евгений Алексеевич – кандидат химических наук, доцент кафедры общей металлургии, Южно-Уральский государственный университет, филиал в г. Златоусте. 456209,
г. Златоуст, ул. Тургенева, 16. E-mail: [email protected]
Жеребцов Дмитрий Анатольевич – кандидат химических наук, инженер кафедры физической химии, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск,
пр. им. В.И. Ленина, 76. E-mail: [email protected]. B.I. Leonovich, Zlatoust, Russian Federation, [email protected]
E.A. Trofimov, Zlatoust branch of the South Ural State University, Russian Federation,
[email protected]
D.A. Zherebtsov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
[email protected]Рассчитаны параметры фазовых равновесий и построена диаграмма
состояний системы галлий – азот. Определены температура и давление монотектического превращения и влияние общего давления на термическую
стабильность фаз в исследованной системе. The parameters of the phase equilibria of the gallium – nitrogen system were calculated and the phase diagram of this system was plotted. The temperature and pressure of the monotectic transformation were determined. The effect of total pressure
on the thermal stability of phases in this system was shown
Sodium Chemical Sources of Current with Cathods Based on Copper Sulphides
No full textЛинник Дмитрий Сергеевич - младший научный сотрудник, ассистент кафедры физической
химии, Донецкий национальный университет. Украина, 283001, г. Донецк, Щорса, 17а. E-mail: [email protected].
Полищук Татьяна Брониславовна - научный сотрудник, ассистент кафедры физической химии, Донецкий национальный университет. Украина, 283001, г. Донецк, Щорса, 17а. E-mail: tb_polischuk@mail .ru.
Г лазунова Валентина Александровна - научный сотрудник, отдел физики высоких давлений
и перспективных технологий, Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина. Украина, 283114, г. Донецк, Р. Люксембург, 72. E-mail: [email protected].
Жеребцов Дмитрий Анатольевич - кандидат химических наук, старший научный сотрудник,
кафедра материаловедения и физико-химии материалов, инженер НОЦ «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: zherebtsov [email protected].
Винник Денис Александрович - доктор химических наук, доцент, доцент кафедры материаловедения
и физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: [email protected].
Могила Татьяна Николаевна - инженер II категории, аспирант кафедры физической химии,
Донецкий национальный университет. Украина, 283001, г. Донецк, Щорса, 17а. E-mail: [email protected]. Алешкина Дарья Викторовна - магистрант, Южно-Уральский государственный университет.
454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: [email protected]. D.C. Linnik1, [email protected]. T.B. Polishchuk1, [email protected]. V.A. Glazunova2, [email protected]. D.A. Zherebtsov3, [email protected]. D.A. Vinnik3, [email protected]. T.N. Mogila1, [email protected]. D.V. Aleshkina3, [email protected]. 1 Donetsk National University, Donetsk, Ukraine
2 Donetsk Institute for Physics and Engineering named after A.A. Galkin, Donetsk, Ukraine
3 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian FederationВ работе исследованы в качестве химических источников тока ячейки, состоящие из натрия и сульфидов меди с различным составом, структурой и морфологией катодного материала.
Уменьшение характерного размера частиц CuS с 0,4-5 мкм до 10-50 нм привело к увеличению начального рабочего напряжения с 1,87 В до 2,55 В и емкости с 166 мАчг-1 до 400 мАч-г-1. Сверхстехиометрическое внедрение серы в нанодисперсный сульфид меди CuS1+x приводит к снижению начального рабочего напряжения ячейки на 0,23 В, в то время
как емкость увеличивается с 400 мАчг-1 до 431 мАчг-1. В случае сульфида состава Cu2S емкость ячейки с натриевым анодом составляет 121 мАчг-1, кроме того, данный материал,
как и микрокристаллический сульфид меди состава CuS, склонен к поверхностной пассивации сульфидами переменного состава. В работе проведен сравнительный анализ электрохимических показателей натриевых и литиевых источников тока с различными по составу и морфологии катодными материалами на основе сульфидов меди. In the work, cells consisting of sodium and copper sulfides with different composition, structure, and morphology of the cathode material were investigated as chemical current sources. A decrease in the characteristic particle size of CuS from 0.4-5 pm to 10-50 nm led to an increase in the initial operating voltage from 1.87 V to 2.55 V and capacity from 166 mAh • g-1 to 400 mAh • g-1. The superstoichiometric incorporation of sulfur into nanosized copper sulfide CuS1+x leads to a decrease in the initial operating voltage of the cell by 0.23 V, while the capacity
increases from 400 mAh • g-1 to 431 mAh • g-1. In the case of sulfide of the Cu2S composition,
the capacity of the cell with the sodium anode is 121 mAh • g-1, in addition, this material, like microcrystalline copper sulfide of the CuS composition, is prone to surface passivation with sulfides of variable composition. A comparative analysis of the electrochemical parameters
of sodium and lithium current sources with cathode materials based on copper sulfides of different composition and morphology is carried out
- …
