Фотокаталитические материалы, наноструктурированные полупроводники, электроды для конденсаторов.

Разработка экспериментальных методов синтеза фотокаталитических материалов, пригодных для фотокаталитического разложения органических соединений, для создания электродов суперконденсаторов.

Электронная микроскопия, оптическая микроскопия, рамановское рассеяние, рентгеновская дифракция.

Показано преимущество использования металлических частиц с естественным слоем ультратонкого окисла перед оксидными частицами для получения высокой емкости конденсаторных электродов. Создана установка по проведению пиролиза аэрозольных частиц с получением наноструктурированных углеродных материалов - многостенных углеродных нанотрубок, и наночастиц оксидов, отработан метод получения порошков оксида кобальта. Методом гидротермального синтеза на затравочных слоях, сформированных магнетронным распылением, выращены массивы упорядоченных наностержней ZnO. Предложенный метод пиролиза аэрозольных частиц позволил получать порошок WO3 с высоким выходом. Синтезированы порошки ZnO гидротермальным методом, определены условия для получения мелкодисперсных порошков оксида цинка.

Получены наноструктурированные материалы (ZnO, WO3 и др.) с размерами частиц от 10 до 500 нм. Материалы перспективны для применения в суперконденсаторах и как фотокаталитические вещества.

Фотокаталитические материалы для разложения органических веществ, электроды суперконденсаторов.

Объект исследования – фотокаталитические материалы, наноструктурированные полупроводники, электроды для конденсаторов.

Целью исследования является разработка экспериментальных методов синтеза фотокаталитических материалов, пригодных для фотокаталитического разложения органических соединений, для создания электродов суперконденсаторов.

Основные методы исследований: электронная микроскопия, оптическая микроскопия, рамановское рассеяние, рентгеновская дифракция, электрохимические измерения.

Новизна исследований – обнаружен эффект значительного улучшения электрохимических свойств электродов для суперконденсаторов и получена высокая емкость при восстановлении оксида до металлических частиц на примерах оксида вольфрама и оксида кобальта. Обнаружено значительное увеличение фототока в системе WO3-Co3O4 по сравнению с пленками WO3. Краткое описание конечного результата: 1. Разработаны простые методы синтеза наночастиц оксида вольфрама WO3 – метод пиролиза аэрозоля и матричный метод. 2. Простым химическим методом гидролиза при комнатной температуре синтезированы наноразмерные порошки гидроксидов кобальта и никеля. Исследованы морфология и кристаллическая структура полученных высокодисперсных образцов. 3. Методами электроосаждения и золь-гель техникой с использованием окислительного отжига синтезированы образцы фотокатализатора WO3@Co3O4. Полученные результаты демонстрируют, что для гетероструктур WO3@Co3O4 достигается фототок в 20 раз выше, чем у первичного WO3. 4. Показано, что электродный материал из восстановленных наночастиц Re-Co3O4 обладает более высокой удельной емкостью по сравнению с исходным Co3O4 из-за наличия широкого спектра различных окисленных форм кобальта, между которыми возможно протекание обратимых окислительно-восстановительных реакций.

Разработаны простые методы синтеза наночастиц оксида вольфрама WO3 – метод пиролиза аэрозоля и матричный метод. Методом химического гидролиза при комнатной температуре синтезированы наноразмерные порошки гидроксидов кобальта и никеля, средний размер кристаллитов составляет 15 и 2 нм. Синетзированные образцы перспективны для применения в суперконденсаторах и как фотокаталитические вещества.

Фотокаталитические материалы для разложения органических веществ, электроды суперконденсаторов.

Объект исследования – наноструктурированные полупроводники, электроды для конденсаторов, фотокаталитические материалы.

Целью исследования является разработка экспериментальных методов синтеза материалов для создания электродов суперконденсаторов, синтеза фотокаталитических материалов, пригодных для фотокаталитического разложения органических соединений.

Основные методы исследований: электронная микроскопия, оптическая микроскопия, рамановское рассеяние, рентгеновская дифракция, электрохимические измерения.

Новизна исследований – обнаружен эффект значительного улучшения электрохимических свойств электродов для суперконденсаторов, обнаружено значительное увеличение фототока в системе WO3-Co3O4 по сравнению с пленками WO3 и впервые показано, что емкость растет при восстановлении оксида до металлических частиц (вольфрама и кобальта) и формирования структур «ядро-оболочка». Краткое описание конечного результата: определены технологические условия, которые позволяют направленно синтезировать с высоким выходом высокодисперсный порошок оксида вольфрама с заранее заданной кристаллической структурой: гексагональной h-WO3 либо моноклинной m-WO3 модификацией кристаллической решетки. Проведен синтез гидротермальным методом и методом химического осаждения образцов водного оксида вольфрама WO3*H2O, гидроксикарбоната кобальта и оксида кобальта, твердых растворов ZnO-CoO, гидроксидов кобальта и никеля β-Co(OH)2 и β-Ni(OH)2 в виде наночастиц, тонких пленок и слоев. Проведена характеризация полученных материалов, идентифицирован фазовый состав и определена морфология наноструктурированных образцов. Определены технологические условия проведения синтеза методом химического осаждения с высоким выходом и с воспроизводимым получением высокодисперсных материалов, пригодных для создания электродов широкого спектра применения.

Исследованы методы синтеза и определены технологические условия, которые позволяют синтезироватьматериалы с необходимыми свойствами следующих наноматериалов: оксидвольфрама, водный оксид вольфрама WO3*H2O, гидроксикарбонат кобальта, оксид кобальта, твердые растворы ZnO-CoO, гидроксиды кобальта и никеля β-Co(OH)2 и β-Ni(OH)2. Синтезированные образцы перспективны для применения в суперконденсаторах и как фотокаталитические вещества.

Область применения – материалы для создания электродов суперконденсаторов, фотокаталитические материалы для разложения органических веществ.