2D-нанокристаллы оксидов цинка и марганца(II, III) с морфологией перфорированных нанолистов, полученные по реакции гидролиза Mn(OAc)2 и Zn(OAc)2 газообразным аммиаком на поверхности их водных растворов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Впервые показано, что 2D-нанокристаллы ZnO со структурой вюрцита и Mn3O4 со структурой гаусманита и морфологией перфорированных нанолистов могут быть получены на основе соединений, которые образуются в результате реакций, протекающих на поверхности водных растворов ацетатов соответствующих металлов при обработке ее газообразным NH3. Нанесение указанных слоев на поверхность кремния делает его гидрофобным в случае ZnO и супергидрофильным в случае Mn3O4. С помощью предложенной методики синтеза возможно последовательное и многократное нанесение данных соединений на поверхность подложки. Показано, что подобные “мультислои” могут проявлять новые свойства.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. П. Толстой

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: v.tolstoy@spbu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3857-7238
Россия, Санкт-Петербург

Л. Б. Гулина

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: v.tolstoy@spbu.ru
ORCID iD: 0000-0002-1622-4311
Россия, Санкт-Петербург

Э. Э. Шиловских

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: v.tolstoy@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Osada M., Sasaki T. // Adv. Mater. 2012. V. 24. № 2. P. 210. https://doi.org/10.1002/adma.201103241
  2. Yapryntsev A.D., Baranchikov A.E., Ivanov V.K. // Russ. Chem. Rev. 2020. V. 89. № 6. P. 629. https://doi.org/10.1070/rcr4920
  3. Aslanov L.A., Dunaev S.F. // Russ. Chem. Rev. 2018. V. 87. № 9. P. https://doi.org/882. 10.1070/rcr4806
  4. Khan K., Tareen A.K., Aslam M. et al. // Nanoscale. 2019. V. 11. № 45. P. 21622. https://doi.org/10.1039/c9nr05919a
  5. Tsukanov A.A., Turk B., Vasiljeva O. et al. // Nanomaterials. 2022. V. 12. № 4. P. 650. https://doi.org/10.3390/nano12040650
  6. Mei L., Zhu S., Yin W. et al. // Theranostics. 2020. V. 10. № 2. P. 757. https://doi.org/10.7150/thno.39701
  7. Wang L., Takada K., Kajiyama A. et al. // Chem. Mater. 2003. V. 15. № 23. P. 4508. https://doi.org/10.1021/cm0217809
  8. Kaneva M.V., Tolstoy V.P. // Russ. J. Gen. Chem. 2022. V. 92. № 11. P. 2339. https://doi.org/10.1134/S1070363222110184
  9. Wu G., Wu X., Zhu X. et al. // ACS Nano. 2022. V. 16. № 7. P. 10130. https://doi.org/10.1021/acsnano.2c02841
  10. Zhou M., Lou X.W., Xie Y. // Nano Today. 2013. V. 8. № 6. P. 598. https://doi.org/10.1016/j.nantod.2013.12.002
  11. Haque F., Daeneke T., Kalantar-zadeh K. et al. // Nano-Micro Lett. 2018. V. 10. № 2. P. 23. https://doi.org/10.1007/s40820-017-0176-y
  12. Tolstoy V.P., Gulina L.B., Golubeva A.A. et al. // J. Solid State Electrochem. 2019. V. 23. № 2. P. 573. https://doi.org/10.1007/s10008-018-04165-6
  13. Korotcenkov G., Tolstoy V.P. // Nanomaterials. 2023. V. 13. № 2. P. 237. https://doi.org/10.3390/nano13020237
  14. Tolstoy V.P., Gulina L.B., Meleshko A.A. // Russ. Chem. Rev. 2023. V. 92. № 3. P. RCR5071. https://doi.org/10.57634/RCR5071
  15. Zhang Q., Chen D., Song Q. et al. // Surf. Interfaces. 2021. V. 23. P. 100979. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2021.100979
  16. Peng L., Fang Z., Zhu Y. et al. // Adv. Energy Mater. 2018. V. 8. № 9. P. 1702179. https://doi.org/10.1002/aenm.201702179
  17. Peng L., Xiong P., Ma L. et al. // Nat. Commun. 2017. V. 8. P. 15139. https://doi.org/10.1038/ncomms15139
  18. Gicha B.B., Tufa L.T., Kang S. et al. // Nanomaterials. 2021. V. 11. № 6. P. 1388. https://doi.org/10.3390/nano11061388
  19. Nazarian-Samani M., Haghighat-Shishavan S., Nazarian-Samani M. et al. // Prog. Mater. Sci. 2021. V. 116. P. 100716. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2020.100716
  20. Napi M.L.M., Sultan S.M., Ismail R. et al. // Materials. 2019. V. 12. № 18. P. 2985. https://doi.org/10.3390/ma12182985
  21. Abinaya K., Sharvanti P., Rajeswari Yogamalar N. // Nanosystems: Phys. Chem. Math. 2023. V. 14. № 4. P. 454. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2023-14-4-454-466
  22. Afineevskii A.V., Prozorov D.A., Smirnov D.V. et al. // Russ. J. Gen. Chem. 2023. V. 93. № 6. P. 1560. https://doi.org/10.1134/S1070363223060282
  23. Nagornov I.A., Mokrushin A.S., Simonenko E.P. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 4. P. 539. https://doi.org/10.1134/S0036023622040143
  24. Julien C.M., Mauger A. // Nanomaterials. 2017. V. 7. № 11. P. 396. https://doi.org/10.3390/nano7110396
  25. Makvandi P., Wang C., Zare E.N. et al. // Adv. Funct. Mater. 2020. V. 30. № 22. P. 1910021. https://doi.org/10.1002/adfm.201910021
  26. Gulina L.B., Tolstoy V.P., Solovev A.A. et al. // Prog. Nat. Sci. 2020. V. 30. № 3. P. 279. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2020.05.001
  27. Ishioka T., Shibata Y., Takahashi M. et al. // Spectrochim. Acta, Part A. 1998. V. 54. № 12. P. 1827. https://doi.org/10.1016/S1386-1425(98)00063-8
  28. Dubal D.P., Dhawale D.S., Salunkhe R.R. et al. // J. Electrochem. Soc. 2010. V. 157. № 7. P. A812. https://doi.org/10.1149/1.3428675
  29. Poul L., Jouini N., Fiévet F. // Chem. Mater. 2000. V. 12. № 10. P. 3123. https://doi.org/10.1021/cm991179j
  30. Sabine T.M., Hogg S. // Acta Crystallogr., Sect. B. 1969. V. 25. № 11. P. 2254. https://doi.org/10.1107/S0567740869005528
  31. Aminoff G. // Z. Kristallogr. 1926. V. 64. № 63. P. 222.
  32. Wyckoff R.W.G. Crystal Structures. N.Y.: Interscience Publishers, 1963. 134 p.
  33. Strykanova V.V., Gulina L.B., Tolstoy V.P. et al. // ACS Omega. 2020. V. 5. № 25. P. 15728. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c02258
  34. Su B., Li M., Shi Z. et al. // Langmuir. 2009. V. 25. № 6. P. 3640. https://doi.org/10.1021/la803948m
  35. Gulina L.B., Gurenko V.E., Tolstoy V.P. et al. // Langmuir. 2019. V. 35. № 47. P. 14983. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.9b02338
  36. Masuda Y., Ohji T., Kato K. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2012. V. 4. № 3. P. 1666. https://doi.org/10.1021/am201811x

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. СЭМ-микрофотографии слоев, образующихся на поверхности раствора Zn(OAc)2: а – исходный образец, б – образец, прогретый на воздухе при 150С, в – образец, прогретый на воздухе при 300С.

Скачать (144KB)
Метаданные
3. Рис. 2. СПЭМ-микрофотографии фрагментов слоев, образующихся на поверхности раствора Zn(OAc)2: а – исходный образец, б – образец, прогретый на воздухе при 150С, в – образец, прогретый на воздухе при 300С.

Скачать (111KB)
Метаданные
4. Рис. 3. СЭМ-микрофотографии слоев, образующихся на поверхности раствора Mn(OAc)2: а – исходный образец, б – образец, прогретый на воздухе при 150С, в – образец, прогретый на воздухе при 300С.

Скачать (140KB)
Метаданные
5. Рис. 4. СЭМ-микрофотографии слоев, образующихся на поверхности раствора смеси Zn(OAc)2 и Mn(OAc)2, взятых в соотношении 4 : 1: а – исходный образец, б – образец, прогретый на воздухе при 150С, в – образец, прогретый на воздухе при 300С.

Скачать (171KB)
Метаданные
6. Рис. 5. ИК-Фурье-спектры (а, б) и рентгеновские дифрактограммы (в, г) слоев, полученных на поверхности растворов Zn(OAc)2 (а, в) и Mn(OAc)2 (б, г): 1 – исходные образцы, 2–4 – образцы, прогретые на воздухе при 150, 300 и 450С соответственно.

Скачать (230KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Микрофотографии капель воды, нанесенных на поверхность исследуемых слоев на кремнии: а – слои получены на поверхности раствора Zn(OAc)2; б – на поверхности раствора Mn(OAc)2; в – на поверхности раствора смеси Zn(OAc)2 и Mn(OAc)2, взятых в соотношении 4 : 1. Температура обработки образцов после синтеза и значения углов смачивания в градусах указаны на каждой из микрофотографий (RT – комнатная температура).

Скачать (95KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024