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 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