Автореферат (1025464), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Впервые показано, что наблюдается устойчивая тенденция вприсутствии анодированного порошка к уменьшению исходнойконцентрации метилового оранжевого, как при засветке в УФ, так и ввидимом диапазоне излучения.В третьей части представлен краткий анализ результатов оценкикаталитической активности данных пленок в реакции доокисления СО в СО2.Испытания на модели из анодированных образцов с общей удельнойповерхностью порядка 100м2/г показали шестикратное уменьшениеисходного содержания СО в выхлопных газах автомобиля: от 3.3% до 0.5%.Установленный факт подтверждает перспективность проведения дальнейшихисследований.ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ1. Путем изучения влияния условий анодирования порошкового сплаваTi-40вес.%Al на кинетику роста оксидных пленок во фторсодержащемводном электролите (10%H2SO4+0.15%HF) установлено, что оптимальнымдля формирования саморганизованной нанопористой структуры являетсяприменение гальваностатического режима при плотности тока ja=0.2 мА/см2.Показано, что при оптимальных условиях на поверхности микрочастицпорошка формируется пористая оксидная пленка толщиной порядка 350 нм иэффективным диаметром основных пор <dп>= (70±10) нм.
Химическийсостав оксидной пленки представлен в основном Al, Ti, O, а ее структурасоответствует совокупности TiO2 и Al2O3 в соотношении, близком 1:1.2. Анодирование порошкового сплава Ti-40вес.%Al в вольтстатическомрежиме при Ua=60B в органическом фторсодержащем электролите С2О2Н6 +0.25% NH4F, приводит к росту на поверхности рентгеноаморфнойнанопористой оксидной пленки гетерогенного состава с размерами пор вдиапазоне от 40 до 80 нм, толщиной до 1 мкм.3. Впервые показано, что в результате термического воздействия ввакууме и на воздухе при Т=1093К происходит кристаллизация аморфнойнанопористой оксидной пленки, сформированной на порошковом сплавеTi-40вес.%Al во фторсодержащих электролитах.
При этом сохраняетсяприсущее оксидной пленке строение, характеризуемое наличием регулярнорасположенных пор с диаметрами в диапазоне 30-70 нм.4. Установлено, что фазовый состав отожженных на воздухе аноднооксидных пленок отвечает смеси кристаллических диоксидов титана (анатазаи рутила), оксидов алюминия (α- и γ-Al2O3), присутствует оксидная керамикаAl2TiO5 и следы Ti2O3. Тогда как, отжиг в вакууме приводит кпреобразованию рентгеноаморфной оксидной пленки в многофазнуюкристаллическую, представленную совокупностью нанокристаллитованатаза, оксидов алюминия (α- и γ-Al2O3) с присутствием черных оксидныхформ TiO и Ti2O3.145.
Впервые установлен факт уменьшения оптической ширинызапрещенной зоны (Eg~2.5 эВ) для рентгеноаморфного оксида гетерогенногосостава, сформированного на порошковом сплаве Ti-40вес.%Al, посравнению с соответствующей величиной, характерной для диоксида титана(Eg~3.4 эВ).6. Показано, что гетерогенные нанопористые оксидные пленки,полученныенапорошковомсплавеTi-40вес.%Al,проявляютфотокаталитическую активность под действием электромагнитногоизлучения видимого диапазона: λ~500-560 нм.7. Установлена устойчивая тенденция уменьшения концентрацииметилового оранжевого в присутствии отожженных анодно-оксидных пленокпорошкового сплава Ti-Al при засветке как в УФ, так и видимом диапазоне.8. Полученные в данной работе результаты исследованийнанопористых оксидных пленок гетерогенного состава, сформированныханодированиемжаропрочногопорошковогосплаваTi-40вес.%Al,свидетельствуютоперспективностипримененияанодногонаноструктурирования для получения фотокаталитически активныхпорошковых материалов с расширенным до видимого света спектральнымдиапазоном поглощения.Список цитируемой литературы1.
Lee W., Park S.-J. Porous Anodic Aluminum Oxide: Anodization andTemplated Synthesis of Functional Nanostructures // Chem. Rev. 2014.V. 114 (15). P. 7487–7556.2. Наноструктурирование поверхности металлов и сплавов. Часть 2.Наноструктурированные анодно-оксидные пленки на Ti и его сплавах/ К.В. Степанова [и др.] // Конденсированные среды и межфазныеграницы. 2016. Т.
18, № 1. С. 6−27.3. Self-organized porous and tubular oxide layers on TiAl alloys / H. Tsuchiya [etal.] // Electrochem. Comm. 2007. V. 9. P. 2397–2402.4. Berger S., Tsuchiya H., Schmuki P. Transition from nanopores to nanotubes:Self-ordered anodic oxide structures on Titanium/Aluminides // Chem. Mater.2008. V. 20. P.
3245−3247.5. Ильин А.А., Колачев Б.А., Полькин И.С. Титановые сплавы. Состав,структура, свойства. М.: ВИЛС-МАТИ, 2009. 520 с.6. Properties of Disorder-Engineered Black Titanium Dioxide Nanoparticlesthrough Hydrogenation / X. Chen [et al.] // Scientific Reports. 2013. V 3,№ 1510. P. 1–7.Основные результаты диссертации изложены:1. Нанопористые анодно-оксидные пленки на порошковом сплаве Ti-Al/ К.В. Степанова [и др.] // Ученые записки Петрозаводскогогосударственного университета.
Серия Естественные и техническиенауки. 2015. Т. 147, № 2. С. 81–86. (0.38 п.л. / 0.15 п.л.).2. Наноструктурирование поверхности металлов и сплавов. Часть 1.Наноструктурированные анодно-оксидные пленки на Al и его сплавах15/ К.В. Степанова [и др.] // Конденсированные среды и межфазныеграницы. 2015. Т.
17, № 2. С.137–152. (1.0 п.л./0.23 п.л.).3. Наноструктурирование поверхности металлов и сплавов. Часть 2.Наноструктурированные анодно-оксидные пленки на Ti и его сплавах/ К.В. Степанова [и др.] // Конденсированные среды и межфазныеграницы. 2016. Т. 18, № 1. С. 6–27. (1.38 п.л./0.4 п.л.).4. Влияние отжига на структуру нанопористых оксидных пленок наповерхности порошкового сплава титан-алюминий / К.В.
Степанова [идр.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронныеисследования. 2016. № 9. С. 54–62. (0.56 п.л./0.3 п.л.).5. Каталитически активные композитные материалы с пористойалюмооксидной матрицей, модифицированной наночастицами γ-MnO2/ К.В. Степанова [и др.] // Физикохимия поверхности и защита материалов.2016.
Т. 52, № 5. С. 517–524. (0.5 п.л./0.1 п.л.).6. Катализатор для очистки выхлопных газов двигателей: патент наполезную модель 111459 РФ / А.Н. Кокатев, К.В. Степанова,Е.А. Чупахина, Н.М. Яковлева, А.Н. Яковлев. заявл. 17.06.2011; опубл.20.11.2012. Бюлл.
№35.7. Фильтр для воды на основе наноанодированных металлов: патент наполезную модель 160451 РФ / А.Н. Кокатев, К.В. Степанова,С.Г. Васильев, Н.М. Яковлева, Е.А. Чупахина, А.М. Шульга. заявл.04.08.2015; опубл. 20.03.2016. Бюлл. №8.8. Нанотрубчатые анодные оксиды титана / К.В. Степанова [и др.]Петрозаводск: Издательский дом ПИН. 2015.
50 с. (3.13 п.л./1.0 п.л.).9. Нанопористые анодно-оксидные пленки на сплаве титан-алюминий/ К.В. Степанова [и др.] // Материалы 6 всероссийской конференции«Физико-химические процессы в конденсированных средах и намежфазных границах (ФАГРАН-2012)». Воронеж: Научная книга. 2012.С. 276–277. (0.13 п.л./ 0.1 п.л.).10.Степанова К.В., Кокатев А.Н.
Каталитически активные нанопористыеанодно-оксидные пленки на порошковом сплаве Ti-Al // Катализ: от наукик промышленности: Труды II Всероссийской научной школыконференции молодых ученых. Томск. 2012. С. 78–80. (0.13 п.л./0.1 п.л.).11.Влияние отжига на структуру нанопористых оксидных пленок напорошковом сплаве Ti-Al / К.В. Степанова [и др.] // Новые материалы итехнологии: порошковая металлургия, композиционные материалы,защитные покрытия, сварка: материалы 11-й Междунар. науч.-техн. конф.Минск: Беларуская навука. 2014. С. 269–271. (0.13 п.л./0.1 п.л.).12.Влияние термических воздействий на структуру оксидных пленок,сформированных анодированием Ti и его сплавов / К.В. Степанова [и др.]// Порошковая металлургия: инженерия поверхности, новые порошковыекомпозиционные материалы.
Сварка: Сб. докл. 9-го междунар. симп. в 2 ч.Ч. 2. Минск: Беларуская навука. 2015. С. 397–404. (0.25 п.л./0.15 п.л.).1613.Кристаллизация наноструктурированных анодно-оксидных пленок натитане и его сплавах / К.В. Степанова [и др.] // Материалы VIIвсероссийскойконференции«Физико-химическиепроцессывконденсированных средах и на межфазных границах (ФАГРАН -2015)».Воронеж: Научная книга. 2015. С. 286–288.
(0.13 п.л./0.06 п.л.).14.Анодное наноструктурирование поверхности порошкового сплаваTi-40%Al / К.В. Степанова [и др.] // Труды Кольского научного центраРАН. Химия и материаловедение. Спецвыпуск II Всероссийской научнойконференции с международным участием «Исследования и разработки вобласти химии и технологии функциональных материалов». Апатиты:Издательство Кольского научного центра РАН. 2015, № 5 (31).
С. 476–479.(0.20 п.л./0.11 п.л.).Подписано в печать 26.10.2016. Формат 60x84 1/16.Бумага офсетная. Печ. л. 1.0. Тираж 100 экз. Изд. № 190.Федеральное государственное бюджетное образовательноеучреждение высшего образованияПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТОтпечатано в типографии Издательства ПетрГУРеспублика Карелия, 185910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33.17.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
