Samoskládání morfologie a místně selektivní depozice nanokrystalů

Nanokrystalyakulární krystaly Filmy TiO2 se skládalyfilmy vykazovaly vysokou orientaci osy c Jehličnaté částice BaTiO byly připraveny pomocí kontroly morfologie BaC2O405H2O Byly připraveny ve vodných roztocích a žíhány s ko-precipitovanou amorfní fází za vzniku jehličkovitých částic BaTiO. V této kapitole budeme především fen"kontrola morfologie nanokrystalů oxidů kovů v kapalné fázi částic Znot, TiO a BaTiO a"nanokrystaly oxidů kovů selektivní na místě v kapalné fázi" TiO2 a Eu: Kontrola morfologie nanokrystalů oxidu kovů v kapalné fázi roztoky Filmy listovitých nanokrystalů Měly gradientovou strukturu, higlntaci, higlof roztoky s překážkou V tomto procesu bylo jako templát použito rozhraní vzduch-kapalina60 C K roztoku byl přidán ethylendiamin (H2NCH CH NH2) (15 mM) pro indukci Zno1 Udržování na 60° Cter lázeň 6 h za míchání Roztok byl poté ponechán 42 h v lázni Polyetylen tereftalátový (PET) film, sklo (S-1225, Matsunami Glass Ind, Ltd) a afer (p-typ Si [100], NKPlatz Co, Ltd ) byly použity jako substráty

Barva roztoku se změnila z průhledné po přidání roztoku se po 6 hodinách stal opět průhledným. Stupeň přesycení vašich částic thylendiaminu Zno se vytvořil homogenní nukleací tak vysokou v počáteční fázi reakce po dobu první 1 hodiny a snížil se jak se teorie měnila Ethylendiamin urychluje depozici ZnO, v roztoku se tvoří zinko-ethylendiaminový komplex, jak je znázorněno rovnicí 16Zn2++3H2NCH CHNHLn(H2NCH2CH2NHz)2+levý a zinetheZn *při zvýšené teplotě se koncentrace OH- zvyšuje hydrolýzou ethylendiaminu, jak je znázorněno2H02NCHICH2H2H0 --H3NCH2 CH2NH32++ 2OHZnO a Zn(OH)z se tak tvoří ve vodném roztoku, jak ukazují ekv. 3n2+ +2OH filmy měly dostatečně vysokou pevnost, aby mohly být získány jako samostatné filmy. Navíc film, o kterém se očekávalo, že se nanese na požadovaný substrát, jako je PET film , Si plátek, sklem pokovený, pastovaný ZnO film byl poté vysušen, aby se spojil se substrátem Obě strany fólie lze nalepit na substrát Fólie fyzicky přilepená k substrátu Fólie si zachovala svou přilnavost ultrazvukem S fólií lze snadno manipulovat ze substrátu na jiný substrát Je také ntechopen

Řízení morfologie, samouspořádání a místně selektivní depozice nanokrystalů oxidu kovu o pórech-28 a -36 nm Kromě toho analýzy mikropórů -1 nm Krystalizace a samouspořádání často využívaly k výrobě nanokrystalických sestavených částic TiO s vysokou povrchovou plochou a nanoreliéfní povrchová strukturaPoe wdh nmDv @og oObr

5 (a): N2 adsorpční-desorpční izoterma částic anatasu TiO2(b: BET povrchová plocha částic anatasu TiO2 (c): Distribuce velikosti pórů vypočtená z dat adsorpce N2 pomocí rovnice B]H (d): Adsorpce Nz- desorpční izoterma a distribuce proložení DFT/Monte-Carlo vypočtená z dat adsorpce N2 částic anatasu TiO2 pomocí DFT/ Monte-Carlouationntechopen

Krystalizace nanokrystalů v roztoku (1 M) a destilace, přičemž objem roztoku se upraví ml divizí Vodná na ⑤50 m) s baryem (393 mg)d s roztokem kyseliny texalové Směsné řešení octan barnatý (0,7 mM), butyl tit(2 mM) a kyseliny šťavelové (10 mM) byly udržovány při pokojové teplotě po dobu několika hodin bez míchání a roztok se postupně zakaloval Míchání způsobuje kolizi působení velkých žlábků v tomto precipitátu snadno řízeného předřazeného řádu na mikrometr změnou doby růstu Velké částice byly pěstovány ponořením po dobu několika hodin, aby bylo možné podrobně vyhodnotit morfologii a krystalinitu, oxalátové ionty (C2O42) reagují s ionty barya (Ba2) za vzniku oxalátu barnatého (BaC2005H2O) BaC204 05H2O se rozpustí ve slabé octové kyselině poskytnuté octanem barnatým ((CH3 COO)2Ba ),h může být deponován při pH 7, které je upraveno přidáním NaoHBaC2O4 05H2O se tak úspěšně vysráželo z roztoku Jehličkové částice byly homogenně nukleovány a vysráženy z roztoku (obr. 6a) Měly 23 um (v rozmezí 19 až 27 um) na šířku a 167 um (v rozmezí od 144 do 189 um) na délku, poskytující vysoký poměr stran 72 Měly ostré hrany a XRD difrakční obrazce pro směs jehličkovitých částic a gelovité pevné látky vykazovaly ostré difrakční píky krystalického BaC2O:0

5H2O s přídavnou fází jehlicovité články byly krystalický BaC2O405H2O a gelovitá pevná látka by byla naštěstí BaC2O4 05H2o má triystalovou strukturu, jak je ukázáno na výpočtu ze strukturních dat 14 (obr. 6b XRD první krok), a tak byl umožněn růst anizotropního krystalu, jak bylo umožněno pokračovat Každá plocha krystalu má diferenční energii a povrchovou povahu, jako je zeta potenciál a povrchové skupiny Růst anizotkrystalů je indukován minimalizací celkové povrchové energie při růstu ideálního krystalu, místně selektivní adsorpce iontů nebo molekul na konkrétních plochách krystalů Lisuje růst krystalů kolmo k plochám a tak indukuje anizotropní růst krystalů Tyto faktory využívají anizotropní růst krystalů BaC2O405H2O a umožňují nám řídit morfologii jehlicovité BaC2O4 05H2O částice, polohy difrakčních píku shodné s píkem CPDS ve třetím kroku) a vypočítané z údajů o krystalové struktuře 2. krok XRD(obr. plochy strongystalů by souvisely s růstem anizotropních krystalů; velká velikost krystalů ve specifickém ntechopen

Ovládání morfologie, samouspořádání a místně selektivní depozice nanokrystalů nanokrystalů z oxidu kovu zvyšuje rentgenovou difrakci zesilující plochu krystalu kolmo na orientaci krystalu Elementární analýza EDX ukázala chemický poměr sraženiny, která zahrnovala jehličnaté částice a gelovitou pevnou látku, být přibližně Ba/Ti-l až 15 Chemický poměr udává, že koprecipitovaný amorfní gel obsahoval ionty Ti Další ionty Ba mohou být transformovány na BacO žíháním a odstraněny působením HCl v dalším kroku, poměr byl tedy kontrolován mírně nad Ba/Ti- 1 úpravou objemového poměru ofikulárních částic a gelovité pevné látky Následně, jehlicovité částice krystalického BaC2on srovnání, izotropní částice titanyloxalátu barnatého (BaTio(Cecipitovaný při pH 2 TiOC2O4 vznikl následující reakcí, při které byla reakce kyseliny šťavelové (H2C2O4) 2H2O)s butyltitanem ((CaHyO)aTi) a hydrolýza probíhají současně 15(C4HOi+HC2O4·2H2O→TOC2O4+4C4HOH+HOlO(C2OA) bylo poté reakcí převedeno na kyselinu oxalotitanovou (H2TiO(CO4)2(CAO4) )+H2C2O4·2Ho→H2ioC2O)2+2H2Oxalotitanová kyselina (H2TIO(C2O4)2) vytvořená podrobením následující katexové reakci rychlým přidáním vodného roztoku octanu barnatého na H2TIO(C2O4)2+ Ba(CH3COO)2- BaTiO(C2OCH3COOH(C2OCH3COOH) (c)BaTiO(C O4)z izotropní částice vznikly reakcí (c)Na druhou stranu se při pH 3 až H 6 nevysrážel BaC2O405H2O ani BaTiO(C2Oa)2 V roztoku se vytvořila gelovitá pevná látka a jejich XRD spektra vykazovala nodifrakční píky Amorfní gel, který se vysrážel při pH = 3 až 6, by byl tato srovnání ukazují, že růst krystalů a kontrola morfologie Bac05H2O podmínky Sraženina byla žíhána při 750 °C po dobu 5 hodin na vzduchu Acicular05H2O částicování amorfního geluIntoystalické

Rentgenová difrakce žíhané sraženiny, krystalické báTi a další fáze uhličitanu barnatého (BacO3) Nadměrné vysrážení BaC2O405H2 Použilo generování fáze uhličitanu barnatého (BaCOs) podle očekávání Žíhaná sraženina byla dále ponořena do roztoku HCl (1 M), aby se rozpustil barkarbonát (BaCO3) Jehlicovité částice krystalického BaTiO3 byly vyrobeny sukálně bez další fáze Částice vykazovaly jehlicovitý tvar s 28x10x50 um a rentgenovou radifrakci s vysokým poměrem stran parti(178=50/28) by poskytla částice BaC2O405H2O velikost jehličkovitého BaTiO3 lze snadno ovládat dobou růstu a koncentrací roztoku pro srážení BaC2 05H2O, která rozhoduje o velikosti částic BaC2O405H2Ontechopen

Nanokrystalyacikulární částiceICH,OLTi750℃CH CHIOH)CH (-CH,OHTriklinický BaCz 0,5H20 Tetragonální BaTiOa(b)(c)10 uTriklinický BaC2O405H20Tetragonální BaTiO3BaCO05‐Ho calu pH

Data měření difrakce XRd (první krok), obrazec XRD vypočítaný z krystalových dat6 (druhý krok) a obrazec XRD JCPDS č. 20-134 (třetí krok zobrazen pro triklinický BaC2O405H2O (c) SEM mikrofotografie a XRD difrakční obrazec jehličkovitých částic BaTiO3 po žíhání při 75 °C po dobu 5 hodin a ošetření HCl XRDent data (první krok) a XRD obrazec JCPDS č. 05-0626 (krok) jsou zobrazeny pro tetragonální BaTiOntechopen

Řízení morfologie, samouspořádání a místně selektivní depozice nanokrystalů oxidu kovu BaTiO3 má kubickou krystalovou strukturu při vysoké teplotě nad fázovým přechodem a má arystalickou strukturu při pokojové teplotě. Kubisotropní a tetragonální krystalová struktura je výsledkem natažení mřížky podél její mřížky vektory Pro obě krystalové struktury je obtížné kontrolovat anisotroptal, úspěšně kontrolovat morfologii a vyrábět jehlicovité částice Toho bylo dosaženo řízením morfologie triklinického BaC05HO do jehlicovitého tvaru a fázovým přechodem trecipitovaného amorpnovelfabrikate jehlicovitých BaTiO částic byla vyvinuta kontrola fologie krystalického BaC2O405H2 byl realizován vodný roztok Částice byly poté přeměněny na krystalický BaTiO zavedením Ti iontů z koprecipitované amorfní gelové fáze během žíháníněkolik klíčových technologií Morfologická kontrola v tomto systému má vysokou vědeckou hodnotu pro růst krystalů, kruhové částice krystalického BaTiO mohou být velmi tenké mlcc in future3 Kapalná fáze Místně selektivní depozice nanokrystalů oxidů kovů Nukleace a růst krystalů TiO byly urychleny na super hydrofilních površích Umožnily nám formáty nanokrystalů TiO2 Parent vodivý substrát SnO2 dopovaný F(FTO, SnO2: F, Asahi Glass Co, Ltd6× 50 × 11 mm) byl foukán vzduchem do ultraviotlakové rtuťové lampy PL16-110, proud vzduchu, 100 V, 200 W, SEN Lights Co ) přes fotomasku (Test-chart-No 1-N tubstrate, 1524 mm tloušťka Toppan Printing Co,, Ltd) (obr

7) Počáteční SnO2: F podložil vodní kontaktní úhel 96. Povrch ozářený UV zářením byl však zcela smáčen (kontaktní úhel 0°) Kontaktní úhel klesal s dobou ozařování 96°, 70° 54°, 35°, 14,5° a 0° po dobu 5 minut) To naznačuje, že molekuly na substrátu SnOz:F byly zcela odstraněny ozářením Povrch substrátu SnO2:F by byl pokryt hydrofilním ozářením V důsledku toho by SnO2:F substrát byl mají vzorovaný povrch s hydrofobními oblastmi a superhydrofilní oblasti byly odděleně rozpuštěny v deionizované vodě (100 ml) při 50C Boricddedexafluorotitanát0 15 M a 005 M, konkrétně Substrát SnO2:F se vzorovaným povrchem s hydrofobizací silikonovou pryžíR-SGras5mmt stupně, Shin-etsu Finetech Co, Ltd k potlačení usazování Tio v počáteční fázi Substrát byl ponořen kolmo uprostřed roztokuntechopen

NanokrystalyObr. 7) Roztok byl udržován při teplotě 50 °C bez míchání Houba ze silikonového kaučuku byla pokryta vrstvou substrátu SnOF po 25 hodinách, poté 50 °C Substrát byl nanesen na vrstvu substrátu po 25 hodinách značení roztoku 0 minut po podání hexafluortitanátu roztokem a roztokem kyseliny borité Částice byly v roztoku homogenně jaderné a roztok zbělel. Poté se postupně vysrážely a padaly na dno nádoby, takže roztok se stal transparentním po dobu, po kterou byly ionty Ti spotřebovány na krystalizaci částic TiO2, čímž se snížily na realizovat pomalou heterogenní nukleaci bez homogenních částic TiOz Houba silikonové pryže byla odstraněna ze substrátu SnOz po 25 hodinách, poté byl substrát udržován další 2 hodiny při 50 °C Následně byl povrch substrátu SnO2:F vystaven průhlednému roztoku obsahujícímu ionty Ti při koncentraci po dobu 2 h Heterogenní nukleace a pomalá krystalizace TiO2sed pouze na substrátu Depozice anatasu TiOz probíhá následujícími mechanismy:TiF62+ 2H,O=TiO2+4H++6BO3+ 4F

+ 6HBF4+ 3HORovnice(a) je podrobně popsána následujícími dvěma rovnicemi-TiF-(OH -+nF-6-D0HTi(OH2-+6FOH若—→TiO2+2H2O+2OHIony fluorovaného titanu se postupně mění na titan iontový roztok hydroxidového komplexu Eq (c) Thea) a (c) doleva, vytvořený f může být ohnut pomocí H3BO3(BO), jak je znázorněno v rovnici (b), aby se přemístily rovnice (a) a (c) doprava Anatas TiO vytvořený z Komplexní ionty hydroxidu titaničitého (Ti(OH)2) v Eq (d) Vzorování kapalné fáze nebylo realizováno v počátečním roztoku, ale bylo realizováno v roztoku hodnoceném jako funkce času k vyjasnění poté, co se roztok hexafluortitanátu a roztok kyseliny borité zakalil po 05 h a ukázal maximální bělost po 1 h Částice anatasu TiO2 s homogenními jádry v roztoku srostly a vytvořily velké částice, které se postupně vysrážely a zbělely dno nádoby Roztok po 5 h zbělel a po 25 h zprůhlednil Roztoky se filtrací změnily na průhledné Vysrážené částice ze zbytkového louhu a částic ze supernatantu zachyceného na filtrech byly stanoveny pomocí XRD vyhodnocovací fáze anatasu Ti02ntechopen

Kontrola morfologie, samouspořádání a místně selektivní depozice nanokrystalů oxidu kovu Vysrážené částice ze zbytkového roztoku se zvyšovaly jako 0 mg, 1651 mg, 2309 mg a při 0 h, 2 h, 5 h a 25 h se v počáteční fázi rychle zvyšovaly a mírně po 2 hodinách, což odráží pokles rychlosti růstu krystalů, hmotnost částic o průměru > 25 um byla odhadnuta na 28 mg, 497 mg, 95 mg, 0 mg a 0 mg v 05 h, 1 h, 2 h, 5 h a 25 h, v tomto pořadí Částice a precipitace, čímž se dno nádoby stalo bílým To je v souladu se změnou sraženiny roztoku3 z filtrátu shromážděného všemi filtry mg, 1345 mg a 1341 mg v 05 h, 1 h, 2 h, 5 Toto naznačovalo, že obsahovalo vysokou koncentraci počáteční fáze, která pak snižovala funkcionalitu poklesu krystalizací a precipitací anatasu TiO Tento výsledek je v souladu s množstvím vysrážených částic, hmotnostní variace barevné změny suspendované části znázorněné na fotografii Vzorování kapalné fáze nebylo realizováno v počáteční zakalený roztok, ale realizován po 25 hodinách Vyhodnocení solutinu

Částice TiO2 vzniklé v počáteční fázi kolem 1 hodiny a vysrážené postupně, dlouho se spotřebovávaly na krystalizaci TiOz a klesaly v závislosti na čase, heterogenní nukleace převážně postupovala po 5 hV důsledku toho se TiOz tvořil v super hydrofilních oblastech selektivně, aby se realizoval kapalný substrát FrO ponořen do roztoku po dobu 25 hodin, aby se vytvořil silný film a ultrazvukem vyroben jako dvouvrstvý. Pod tloušťkou 200 byl polykrystalický film anatasu TiO Horní vrstva o tloušťce 300 nm jako sestava jehličkovitých krystalů TiO, které rostly kolmo k substrátu Film byl ukázán elektronovou difrakcí vzor být jednofázový z Tio, electdiff

Tagy：