14

NANOSYSTEMS: PHYSICS, CHEMISTRY, MATHEMATICS, 2021, 12 (2), P. 232–245

Synthesis of nanostructured composite materials of MoO₃/TiO₂–SiO₂ with spherical shape prepared with resins

S. A. Kuznetsova – National Research Tomsk State University, Lenin, 36, Tomsk, 634050 Russia; onm@mail.tsu.ru
O. S. Khalipova – National Research Tomsk State University, Lenin, 36, Tomsk, 634050 Russia
K.V. Lisitsa – National Research Tomsk State University, Lenin, 36, Tomsk, 634050 Russia
A. A. Ditts – National Research Tomsk Polytechnic University, Lenin, 30, Tomsk, 634050 Russia
A. G. Malchik – National Research Tomsk Polytechnic University, Lenin, 30, Tomsk, 634050 Russia
V.V. Kozik – National Research Tomsk State University, Lenin, 36, Tomsk, 634050 Russia

The aim of this work was to synthesize of nanostructured MoO₃/TiO₂–SiO₂ composites with hollow spherical shape by thermal decomposition of anion exchangers saturated with Mo₇O^6-₂₄ ions and treated with the TBT–TEOS sol. The effect of the kinetics (Kissinger and the Metzger-Horowitz methods) of thermal decomposition of resins of porous and gel structures on the size of MoO₃ nanoparticles and the strength of MoO₃/TiO₂–SiO₂ spheres was shown. The formation of dense spherical nanostructured agglomerates of the composite is facilitated by reactions occurring at the interface between the phases of cylindrical and spherical symmetry when using an anion exchange resin with a porous structure. The decomposition reactions of the anion-exchange resin of the gel structure, accompanied by random nucleation, lead to the formation of hollow spherical agglomerates of the composite with cracks on the surface. The materials were characterized by DSC–TGA, XRD and SEM.

Keywords: MoO₃/TiO₂–SiO₂; metal oxide; anion-exchange resin; decomposition; hollow sphere.

DOI 10.17586/2220-8054-2021-12-2-232-245

Download

[In Russian] С.А. Кузнецова, О.С. Халипова, К.В. Лисица, А.А. Дитц, А.Г. Мальчик, В.В. Козик

Синтез наноструктурированных композиционных материалов MoO₃/TiO₂–SiO₂ сферической формы, приготовленных на основе смол

Целью работы являлся синтез наноструктурированных композитов MoO₃/TiO₂–SiO₂ полой сферической формы путем термического разложения анионообменников, насыщенных ионами Mo₇O^6-₂₄ и обработанных золем ТБТ–ТЭОС. Показано влияние кинетики (метод Киссинджера и Метцгера-Горовица) термического разложения смол пористой и гелевой структур на размер наночастиц MoO3 и прочность сфер MoO₃/TiO₂–SiO₂. Образованию плотных сферических наноструктурированных агломератов композита способствуют реакции, протекающие на границе раздела фаз цилиндрической и сферической симметрии при использовании анионообменной смолы с пористой структурой. Реакции разложения анионообменной смолы гелевой структуры, сопровождающиеся случайным зародышеобразованием, приводят к образованию полых сферических агломератов композита с трещинами на поверхности. Материалы были охарактеризованы методами ДСК-ТГА, РФА и СЭМ.

Ключевые слова: MoO₃/TiO₂–SiO₂; оксид металла; анионообменная смола; разложение; полая сфера.