Стабильность твердофазных гетеронаноструктур сульфидов цинка и серебра к окислению на воздухе
https://doi.org/10.17586/2220-8054-2026-17-1-90-96
Аннотация
Впервые изучена термическая стабильность фазового состава сульфидных гетеронаноструктур сульфида (ZnS)(Ag2S)x Твердофазные гетеронаноструктуры (ZnS)(Ag2S)x с x = 0.002-0.50 синтезированы методом гидрохимического соосаждения сульфидов ZnS и Ag2S. Размер наночастиц ZnS, оцененный по уширению дифракционных отражений, в полученных исходных гетеронаноструктурах составляет 2–4 нм. Отжиг синтезированных гетеронаноструктур (ZnS)(Ag2S)x на воздухе при температуре от 25 до 530 °C и выше приводит к изменению их фазового состава за счет окисления кубического сульфида ZnS до гексагонального оксида цинка. Окисление начинается при температуре ~250 °C; размер наночастиц ZnO варьируется в диапазоне от 12 до 17–25 нм. Окисление твердофазных гетеронаноструктур (ZnS)(Ag2S)x на воздухе показало, что потеря веса, происходящая при нагревании от ~250 до ~430-450 °C, связана с началом окисления сульфида ZnS и образованием оксида ZnO. Наиболее значительная потеря веса наблюдается после нагревания от ~450 до ~580 °C из-за увеличения содержания ZnO, окисления серы и ее удаления в виде SO2.
Об авторе
С. И. Садовников
Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Россия
Россия
Список литературы
1. Fang X., Zhai T., Gautam U.K., Li L., Wu L., Bando Y., Golberg D. ZnS nanostructures: From synthesis to applications. Progr. Mater. Sci., 2011, 56 (2), P. 175–287.
2. Wang X., Huang H., Liang B., Liu Z., Chen D., Shen G. ZnS nanostructures: Synthesis, properties, and applications. Crit. Rev. Solid State Mater. Sci., 2013, 38 (1), P. 57–90.
3. Sadovnikov S.I., Gusev A.I. Recent progress in nanostructured silver sulfide Ag2S: From synthesis and nonstoichiometry to properties. J. Mater. Chem. A, 2017, 5 (34), P. 17676–17704.
4. Sadovnikov S.I., Rempel A.A., Gusev A.I. Nanostructured silver sulfide: Synthesis of various forms and their applications. Rus. Chem. Rev., 2018, 87 (4), P. 303–327.
5. Sadovnikov S.I., Ishchenko A.V., Weinstein I.A. Synthesis and optical properties of nanostructured ZnS and heteronanostructures based on zinc and silver sulfides. J. Alloys Comp., 2020, 831, 154846.
6. Liang C.H., Terabe K., Hasegawa T., Aono M. Resistance switching of an individual Ag2S/Ag nanowire heterostructure. Nanotechnology, 2007, 18 (48), 485202.
7. Xu Z., Bando Y., Wang W., Bai X., Golberg D. Real-time in situ HRTEM-resolved resistance switching of Ag2S nanoscale ionic conductor. ACS Nano, 2010, 4 (5), P. 2515–2522.
8. Basu M., Nazir R., Mahala C., Fageria P., Chaudhary S., Gangopadhyay S., Pande S. Ag2S/Ag heterostructure: a promising electrocatalyst for hydrogen evolution reaction. Langmuir, 2017, 33 (13), P. 3178–3186.
9. Yang W., Zhang L., Hu Y., Zhong Y., Wu H.B., Lou X.W. Microwave-assisted synthesis of porous Ag2S-Ag hybrid nanotubes with high visiblelight photocatalytic activity. Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51 (46), P. 11501–11504.
10. Kitova S., Eneva J., Panov A., Haefke H. Infrared photography based on vapor-deposited silver sulfide thin films. J. Imaging Sci. Technol., 1994, 38 (5), P. 484–488.
11. Minami T. Recent progress in superionic conducting glasses. J. Non-Cryst. Solids, 1987, 95–96 (1), P. 107–118.
12. Hull S., Keen D.A., Sivia D.S., Madden P.A., Wilson M. The high-temperature superionic behaviour of Ag2S. J. Phys. Condens. Matter, 2002, 14 (41), L9–L17.
13. Lim W.P., Zhang Z., Low H.Y., Chin W.S. Preparation of Ag2S nanocrystals of predictable shape and size, Angew. Chem. Int. Ed., 2004, 43 (42), P. 5685–5689.
14. Fang X.S., Bando Y., Golberg D. Inorganic semiconductor nanostructures and their field-emission applications. J. Mater. Chem., 2008, 18 (5), P. 509–522.
15. Zhu Y.C., Bando Y., Xue D.F. Spontaneous growth and luminescence of zinc sulfide nanobelts. Appl. Phys. Lett., 2003, 82 (11), P. 1769–1771.
16. Fang X.S., Ye C.H., Zhang L.D., Wang Y.H., Wu Y.C. Temperature-controlled catalysis growth of ZnS nanostructures by the evaporation of ZnS nanopowders. Adv. Funct. Mater., 2005, 15 (1), P. 63–68.
17. X’Pert HighScore Plus. Version 2.2e (2.2.5). ©2009 PANalytical B. V. Almedo, the Netherlands.
18. Sadovnikov S.I. Effect of elastic properties of nanostructured Ag2S and ZnS sulfides on interface formation. Mater. Sci. Semicond. Proc., 2022, 148, 106766.
19. Corish J., O’Briain C.D. Electrochemically controlled growth and dissolution of silver whiskers. J. Mater. Sci., 1971, 6 (3), P. 252–259.
20. ˇ Zivkovi´c D., Soki´c M., ˇ Zivkovic´ Zˇ ., Manasijevic´ D., Lj. Balanovic´ L., Sˇ trbac N., C´ osovic´ V., Boyanov B. Thermal study and mechanism of Ag2S oxidation in air. J. Therm. Anal. Calorim., 2013, 111 (2), P. 1173–1176.
21. Sadovnikov S.I., Gusev A.I. Thermal expansion, heat capacity and phase transformations in nanocrystalline and coarse-crystalline silver sulfide at 290–970 K. J. Therm. Anal. Calorim., 2018, 131 (2), P. 1155–1164.
22. Fu Q.-S., Xue Y.-Q., Cui Z.-X., Wang M.-F. Study on the size-dependent oxidation reaction kinetics of nanosized zinc sulfide. J. Nanomater. (Hindawi), 2014, 2014, 856489.
23. Klyushnikov A.M., Pikalov S.M., Gulyaeva R.I. Kinetics of solid-state oxidation of iron, copper and zinc sulfide mixture. Chim. Techno Acta, 2023, 10 (2), 202310202.
24. Sadovnikov S.I., Sergeeva S.V. Thermal stability of nanocrystalline zinc sulfide ZnS. Rus. J. Inorg. Chem., 2023, 68 (4), P. 379–385.
Рецензия
Для цитирования:
Садовников С.И. Стабильность твердофазных гетеронаноструктур сульфидов цинка и серебра к окислению на воздухе. Наносистемы: физика, химия, математика. 2026;17(1):90-96. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2026-17-1-90-96
For citation:
Sadovnikov S.I. Stability of solid-phase heteronanostructures based on zinc and silver sulfides to oxidation. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2026;17(1):90-96. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2026-17-1-90-96
Просмотров:
279
JATS XML
Послать статью по эл. почте 