Главная » Научные проекты » Фундаментальные исследования фотокаталитических, сенсорных и адсорбционных свойств иерархических наноматериалов на основе полупроводниковых оксидов и связей между ними

Фундаментальные исследования фотокаталитических, сенсорных и адсорбционных свойств иерархических наноматериалов на основе полупроводниковых оксидов и связей между ними

Госзадание, проект 16.897.2017/ПЧ

Руководитель: Аверин И.А., руководитель МЦ «Индустрия микро- и наносистем», заведующий кафедрой «Нано- и микроэлектроника»

Исполнитель: Мошников В.А., Карманов А.А., Якушова Н.Д., Мараева Е.В., Пронин И.А., Пермяков Н.В., Игошина С.Е.

Цель проекта - разработка методов управляемого синтеза иерархических наноматериалов с контролируемой иерархической морфологией в рамках золь-гель метода и механического высокоэнергетического размола для фотокатализаторов и сенсоров. В проекте будет развит междисциплинарный подход, описывающий взаимосвязь между эффективностью фотокаталитических процессов и изменением адсорбционных и газочувствительных свойств иерархических наноматериалов.

Задачи проекта:

разработка моделей формирования наноматериалов с заданной иерархической морфологией с учетом влияния различных технологических факторов в рамках заявленных методов;
исследование структуры образцов современными методами диагностики наноматериалов и наноструктур;
разработка лабораторно-технических регламентов получения иерархических наноматериалов с контролируемой иерархической морфологией в рамках заявленных методов.
исследование газочувствительности образцов к различным газам-анализаторам;
исследование фотокаталитической активности образцов (в модельных реакция фотодеградации бриллиантового зеленого, β-нафтолоранжа, метиленового синего);
исследование чувствительности образцов к бактериям вида P. putida;
исследование функционального состава поверхности образцов.
разработка моделей взаимосвязи между сенсорными, фотокаталитическими и адсорбционными свойствами наноматериалов;
исследование влияния дополнительной активации поверхности об-разцов потоком электронов и низкотемпературной плазмой;
разработка рекомендаций по применению полученных научно-технических решений для целевых групп проекта.

Область применения

Проведенная работа позволит разработать методы управляемого синтеза иерархических наноматериалов с контролируемой иерархической морфологией в рамках золь-гель метода и механического высокоэнергетического размола и расширит существующие теоретические представления о процессах фотокатализа на таких структурах, а также их газочувствительных и адсорбционных свойств. Предложенный новый междисциплинарный подход, описывающий взаимосвязь между эффективностью фотокаталитических процессов и изменением адсорбционных и газочувствительных свойств иерархических наноматериалов приведет к углубленному пониманию физико-химических процессов, протекающих в твердой фазе и процессов, протекающих при катализе. Возможно использование результатов проекта для новых практических применений в системах безопасности, мониторинга и очистки окружающей среды, необходимых для горнодобывающей, нефтегазовой промышленности (дезинфекционные реакции; очистка воздуха, очистка сточных вод, детектирование газов очистка отходов гидропонных систем; очистка почв, содержащих хлорорганические соединения и др.), энергетике (редукция углекислого газа до органического топлива; разложение воды до водорода и кислорода) и т.д., (в настоящее время фотокаталитические материалы в промышленном масштабе используются только в строительстве).

Рисунок 1 - Структура наноматериала на основе оксида цинка (образец исследовался с помощью просвечивающей электронной микроскопии)

Рисунок 2 – Распределение химических элементов по поверхности нано-структурированной пленки оксида цинка (образец исследовался с помощью растровой электронной микроскопии с использованием приставки энергодисперсионного анализа (EDX))

Рисунок 3 - Лабораторный образец сенсорной структуры

Дата создания: 14.09.2018 12:32
Дата обновления: 10.06.2020 12:53