ВЫЧИСЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ АКТИВНЫХ ФРАКЦИЙ НАНЕСЕННЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ
(Стр. 20-30)

Чтобы читать текст статьи, пожалуйста, зарегистрируйтесь или войдите в систему
Аннотация:
Задача. Статья посвящена определению размеров активных фракций наночастиц. Частицы, размеры которых находятся за значениями расчетных предельных размеров, не проявляют активности. В частности, это показано на примере каталитической очистки окружающей среды, а именно, окисления окиси углерода, в комнатных условиях - низкой температуре, высокой влажности и наличии антропотоксинов. Эта статья обсуждает основные принципы катализаторов, используемых в борьбе с загрязнением окружающей среды, в частности, влияние размера нанокатализатора на каталитическую активность. Остается неясным, почему более крупные частицы палладия, а также истинные растворы не являются эффективными катализаторами низкотемпературного окисления монооксида углерода; и только палладийсодержащие наносистемы в узком диапазоне размеров являются эффективными катализаторами. Представленная работа является первым шагом в количественном определении этого диапазона. Это позволяет предположить, что данная работа поможет в определении причин необычно высокой эффективности нанокатализаторов. Методы. Расчеты произведены с помощью пакета MS Office Professional 2013. Серия палладийсодержащих нанокатализаторов была приготовлена на активированных углеродных волокнах «Бусофит Карбопон-Актив» с активной поверхностью 1300 м2/г; размеры наночастиц варьировались путем подбора режимов сушки после пропитки ионами Pd2+. Начальную скорость реакции определяли по уменьшению концентрации пропущенного СО в воздухе. Результаты. Предложена математическая модель, позволяющая определить пределы размеров наночастиц, в границах которых они проявляют особые свойства, присущие исключительно наноструктурам. Модель позволяет вычислить значения максимальных и минимальных радиусов активных фракций частиц, в частности, для каталитически активных нанокомпозитов, а также может быть использована для случаев наносистем с другими специфическими свойствами. Кроме того, метод позволяет найти ответ на один из двух важнейших вопросов современности касательно нанокристаллического состояния: есть ли некоторый критический размер частиц, ниже которого материалу присущи особые свойства нанокристаллов, а выше которых материал ведет себя как обычный массивный образец. Выводы. Предложенный метод расчета впервые позволяет легко вычислить размеры наночастиц, в пределах которых они остаются активными. Это открывает новые возможности для повышения эффективности наносистем путем подбора условий синтеза с максимальным содержанием необходимых фракций.
Образец цитирования:
Рахимов Т.Х., (2015), ВЫЧИСЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ АКТИВНЫХ ФРАКЦИЙ НАНЕСЕННЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ. Computational nanotechnology, 2: 20-30.
Список литературы:
Gusev A.I. Rempel A.A. Nanocrystalline Materials [Book]. - Cambridge : Cambridge International Science Publishing, 2004. - p. 21.
Rakhimov T.Kh. 8th International Symposium “Molecular Order and Mobility in Polymer Systems” [Конференция] // Quantitative Criteria For The Comparative Size Of The Nanoparticles. - St. Petersburg : [б.н.], June 2-6, 2014. - Т. 1. - стр. O-42.
Бухтияров В. И. Слинько М. Г. Металлические наносистемы в катализе // Успехи химии. - Москва : Наука, 2001 г. - 2. - Т. 70. - стр. С. 167-181.
Егиазаров Ю. Г. [и др.] Каталитические системы на основе углеродных носителей для низкотемпературного окисления СО // Сборник научных трудов ИФОХ НАН Беларуси «Химия и технология новых веществ и материалов». Вып. 3. / авт. книги Егиазаров Ю. Г. - Минск : Беларуская навука, 2009. - Т. 3.
Рахимов Т.Х. Мухамедиев М.Г. Моделирование поведения катализаторов для определения граничных условий особых свойств нанокомпозитов // Композиционные материалы. - Ташкент : Фан Ва Тараккиет, 2014 г. - Т. 4. - стр. 45-50.
Рашидова Сайера Шарафовна Международная научно-практическая конф. «Нанополимерные системы на основе природных и синтетических полимеров: синтез, свойства и применение». [Конференция] // Нанополимеры: синтез, структура и свойства. - Ташкент : Институт химии и физики полимеров АН РУз, 2014. - Т. 1. - стр. 3-4.
Ключевые слова:
Нанокристаллы, размеры наночастиц, математическое моделирование, границы, катализаторы, окись углерода, палладий.