Поверхностная модификация порошков кремнезема и диоксида титана нано- и микрочастицами серебра термическим методом
Аннотация
Цели: модифицировать порошки кремнезема, синтезированного золь-гель методом, и коммерческого диоксида титана частицами серебра путём термического разложения нитрата серебра в оксидных матрицах. Провести сравнительное исследование морфологии и распределения серебра на различных носителях с точки зрения их возможного применения в фотокатализе и в качестве функциональных абразивных наполнителей зубных паст. Определить наноструктуру и удельную поверхность кремнезёма и оценить влияние пористой структуры носителя на дисперсность серебряной фазы.
Методы. Для получения кремнезема использован золь‑гель синтез на основе тетраэтоксисилана. Модификация диоксида титана и кремнезема серебром проводилась пропиткой раствором нитрата серебра с последующим термическим разложением соли при 700 °C. Морфология и распределение серебра исследованы методами сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионного элементного анализа с картированием. Наноструктура и пористость кремнезема охарактеризованы методом титрования по Сирсу и адсорбцией метиленового синего с расчётом констант уравнения Ленгмюра и удельной поверхности.
Результаты. Показано, что коммерческий диоксид титана представляет собой грубодисперсные частицы (средний диаметр 35 мкм), тогда как синтезированный золь‑гель кремнезём имеет форму микросфер со средним диаметром около 1,4 мкм и состоит из первичных наночастиц размером ~3,7 нм. По данным адсорбции метиленового синего удельная поверхность кремнезема составляет около 10 м²/г, что соответствует мезопористой структуре. Установлено, что при модификации диоксида титана серебром на его поверхности формируются субмикронные и микронные частицы серебра (до ~2 мкм), тогда как на мезопористом кремнезёме образуется более высокодисперсная серебряная фаза, не разрешаемая по размеру в режиме СЭМ, но равномерно распределённая по поверхности по данным EDS‑картирования.
Выводы. Морфология серебряной фазы существенно зависит от типа и структуры оксидного носителя. Мезопористый наноструктурированный кремнезём способствует формированию более высокодисперсных (наноразмерных) и равномерно распределённых частиц серебра по сравнению с коммерческим диоксидом титана, на поверхности которого преобладают субмикронные и микронные серебряные включения. Полученные данные могут быть использованы при оптимизации фотокаталитических и антибактериальных свойств серебросодержащих композитов, а также при подборе состава абразивных наполнителей на основе SiO₂@Ag и TiO₂@Ag для зубных паст и других средств гигиены полости рта.
Методы. Для получения кремнезема использован золь‑гель синтез на основе тетраэтоксисилана. Модификация диоксида титана и кремнезема серебром проводилась пропиткой раствором нитрата серебра с последующим термическим разложением соли при 700 °C. Морфология и распределение серебра исследованы методами сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионного элементного анализа с картированием. Наноструктура и пористость кремнезема охарактеризованы методом титрования по Сирсу и адсорбцией метиленового синего с расчётом констант уравнения Ленгмюра и удельной поверхности.
Результаты. Показано, что коммерческий диоксид титана представляет собой грубодисперсные частицы (средний диаметр 35 мкм), тогда как синтезированный золь‑гель кремнезём имеет форму микросфер со средним диаметром около 1,4 мкм и состоит из первичных наночастиц размером ~3,7 нм. По данным адсорбции метиленового синего удельная поверхность кремнезема составляет около 10 м²/г, что соответствует мезопористой структуре. Установлено, что при модификации диоксида титана серебром на его поверхности формируются субмикронные и микронные частицы серебра (до ~2 мкм), тогда как на мезопористом кремнезёме образуется более высокодисперсная серебряная фаза, не разрешаемая по размеру в режиме СЭМ, но равномерно распределённая по поверхности по данным EDS‑картирования.
Выводы. Морфология серебряной фазы существенно зависит от типа и структуры оксидного носителя. Мезопористый наноструктурированный кремнезём способствует формированию более высокодисперсных (наноразмерных) и равномерно распределённых частиц серебра по сравнению с коммерческим диоксидом титана, на поверхности которого преобладают субмикронные и микронные серебряные включения. Полученные данные могут быть использованы при оптимизации фотокаталитических и антибактериальных свойств серебросодержащих композитов, а также при подборе состава абразивных наполнителей на основе SiO₂@Ag и TiO₂@Ag для зубных паст и других средств гигиены полости рта.

Русский
English