Исследование стимулированных нагревом и ударным сжатием структурных превращений в нанопорошках диоксида титана тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.17, кандидат физико-математических наук Матюшенко, Дмитрий Владимирович

• Матюшенко, Дмитрий Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Матюшенко, Дмитрий Владимирович

Введение

Глава 1. Литературный обзор

§ 1. Нанокристаллические материалы

1.1 Классификация. Свойства. Применение в науке и технике.

1.2. Методы получения нанокристаллических материалов

1.3. Основные методы исследования наноматериалов

§ 2. Диоксид титана (ТЮ2)

2.1. Применение диоксида титана

2.2. Строение и фазовые модификации ТЮ

2.3. Физические и химические свойства

2.4. Производство диоксида титана

§ 3. Нанокристаллический ТЮ

3.1. Области применения нанокристаллического ТЮ

3.2. Исследование нанопорошков ТЮ

3.2.1. Исследование нанопорошков ТЮ2, полученных газофазными и жидкофазными методами синтеза

3.2.2. Исследование фазовых превращений ТЮ2 в смеси анатаз-рутил

3.2.3. Модифицирование ТЮ

3.2.4. Эксперименты с брукит-содержащими нанопорошками ТЮ

3.2.5. Эксперименты с ТЮ2 при повышенных давлениях

§ 4. Постановка задачи

Глава 2. Экспериментальные методики

§ 1. Методики получения наноразмерного ТЮ

1.1. Низкотемпературный гидролиз

1.2. Плазмохимический синтез

§ 2. Методики характеризации наноразмерного ТЮ

2.1. Спектроскопия комбинационного рассеяния (КР)

2.1.1. Спектры КР различных фазовых модификаций ТЮ

2.1.2. Спектроскопия КР нанокристаллических образцов ТЮ

2.2. Рентгенофазовый анализ (РФА)

2.3. Термогравиметрический анализ (ТГА)

2.4. Измерение удельной поверхности (БЭТ метод)

2.5. Электронная микроскопия

Глава 3. Исследование трансформации спектров комбинационного рассеяния наночастиц анатаза в зависимости от размера частиц

Глава 4. Фазовые превращения наноструктурированного анатаза ТЮ2 в условиях ударного сжатия

Глава 5. Термостимулированные фазовые превращения в брукитсодержащих нанопорошках ТЮ

Выводы

Список иллюстраций

Список таблиц

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование стимулированных нагревом и ударным сжатием структурных превращений в нанопорошках диоксида титана»

Актуальность работы

Интерес к диоксиду титана (ТЮ2) обусловлен его традиционным использованием в лакокрасочных материалах, в производстве пластмасс и ламинированной бумаги. Мелкодисперсные порошки диоксида титана используются в качестве основы фотокатализаторов, химических сенсоров, диэлектрического материала в конденсаторах и для других целей. В настоящее время не вызывает сомнения, что при переходе характерного размера частиц ТЮ2 в нанометровый диапазон происходит качественное изменение их свойств, обусловленное увеличением отношения числа поверхностных атомов к числу объемных.

Отличительной особенностью ТЮ2 является его полиморфизм. ТЮ2 существует в виде нескольких модификаций - это три природные фазы атмосферного давления - рутил, анатаз и брукит, и две фазы повышенного давления - колумбит и моноклинная структура типа 2Ю2.

Каждая модификация диоксида титана имеет различные физико-химические свойства, такие как плотность, показатель преломления, фотохимическую реакционную способность и др. Так рутил, например, имеет наибольшую плотность и показатель преломления, наивысшую диэлектрическую постоянную среди трех фазовых модификаций ТЮ2, тогда как анатаз и брукит обладают наибольшей фотокаталитической активностью. Структуры ТЮ2, получаемые при высоких давлениях, имеют высокий коэффициент объемного сжатия и рассматриваются как возможные кандидаты для использования в качестве сверхтвердых материалов.

Возможные применения нанокристаллического Т102 непосредственно зависят от фазового состава, морфологии, размера частиц. Эти параметры определяются условиями эксперимента: они зависят от выбранного метода синтеза ТЮ2, его температуры, используемых реагентов, их концентрации и/или последующей обработки. Большой научный и практический интерес к нанокристаллическому ТЮ2 определяет актуальность изучения таких систем, одним из основных направлений которого является исследование фазовых превращений нанокристаллического ТЮ2 в широком диапазоне изменения экспериментальных условий синтеза и характера физических воздействий, тем более, что данных о таких исследованиях в литературе явно недостаточно. Цель работы

Цель работы состояла в экспериментальном исследовании термостимулированных фазовых превращений двухфазных (брукит, анатаз) и трехфазных (брукит, анатаз, рутил) нанопорошков ИСЬ, синтезированных методом низкотемпературного гидролиза ТлС14, и фазовых превращений нанопорошков Т1О2 анатазной модификации в условиях ударного сжатия. Основные положения и результаты, выносимые на защиту На защиту выносятся:следующие результаты:

- Способ измерения размеров наночастиц анатаза методом спектроскопии комбинационного рассеяния (КР).

- Эффект амортизации нанопорошков ТЮ2 анатазной модификации в результате ударного сжатия.

- Доказательство того, что фазовый состав образца- диоксида титана, получаемого при; низкотемпературном? гидролизе: ТлС14, формируется уже при температуре гидролиза 30 - 38°С (рН= 1.96 - 2.00).

- Доказательства превращения двухфазного образца диоксида титана (анатаз-брукит) в трехфазный (анатаз-брукит-рутил) после отжига при 500°С и полного разрушения брукита при 700°С.

Научная новизна В работе впервые:

- Развит метод измерения размеров нанопорошков анатаза на базе полученной экспериментальной зависимости трансформации спектра КР от размера частиц порошка.

Проведено исследование продуктов полиморфных превращений нанокристаллического анатаза, образовавшихся в условиях ударно-волнового нагружения. Показано; что наночастицы анатаза Т102 могут превратиться в колумбит или аморфизироваться. В качестве основного метода исследования был выбран метод спектроскопии комбинационного рассеяния, который позволяет определять не только фазовый состав, но и контролировать размер наночастиц диоксида титана.

- Проведено исследование термостимулированных фазовых превращений в брукит-содержащих нанопрошках ТЮ2, синтезированных методом низкотемпературного гидролиза Т1С14.

Практическая ценность обусловлена; прежде всего, широким практическим использованием различных модификаций нанокристаллического диоксида титана в науке и технике.

Разработанная методика измерения размеров наночастиц анатаза с использованием спектроскопии КР представляет собой простой и надежный способ определения размеров частиц нанопорошков ТЮ2

Полученные в работе результаты исследования термостимулированных фазовых превращений в брукит-содержащих нанопорошках ТЮ2, синтезированных методом низкотемпературного гидролиза Т1С14, могут быть использованы для увеличения эффективности фотокатализаторов на основе ТЮ2, используемых при очистке воздуха и воды от органических загрязнений.

Полученные экспериментальные данные о структурных превращениях нанопорошков ТЮ2 в условиях ударного сжатия имеют существенное значение для выяснения механизмов и кинетики фазовых переходов в твердом теле при высоких давлениях и температурах. Полученные результаты указывают на возможность синтеза новых аморфных материалов. Личный вклад автора

Планирование экспериментальной работы, обсуждение полученных результатов, подготовка материала для публикаций проводились совместно с научным руководителем и соавторами. Подготовка образцов для измерения спектров комбинационного рассеяния и собственно измерение спектров, а также обработка и анализ экспериментальных данных, идентификация кристаллографических фаз и обработка дифрактограмм с использованием метода Ритвельда выполнялись лично соискателем. Отжиг образцов проводился при непосредственном участии соискателя.

Эксперименты по воздействию ударных волн проводились в ИПХФ РАН, в лаборатории физической химии высоких давлений (зав. лаб., д.ф.-м.н. A.M. Молодец), синтез образцов - в лаборатории плазмохимического синтеза ультра дисперсных материалов Кабачковым E.H. Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях:

1. II Конференция с элементами научной школы для молодежи "Органические и гибридные наноматериалы", 17-23 августа 2009г., Иваново, Россия.

2. Международная конференция "Водородное материаловедение и химия углеродных наноматериалов", 25-31 августа 2009г., Судак, Украина.

3. V Всероссийская конференция-школа "Высокореакционные интермедиаты химических реакций", Chemlnt2010, 11-14 октября 2010, Московская область, Россия.

4. VII Международный семинар «Физико-математическое моделирование систем», 26-27 ноября 2010г., Воронеж, Россия.

5. XXVIII Всероссийский симпозиум молодых ученых по химической кинетике, 15-18. ноября 2010г., п. "Березки", Московская область, Россия.

6. Всероссийская Молодежная конференция "Успехи химической физики", 2123 июня 2011г., Черноголовка, Россия.

Публикации по теме диссертации

По результатам работы опубликованы три научные статьи в рекомендованных ВАК журналах и тезисы шести докладов: 1. Шульга Ю.М., Матюшенко Д.В., Кабачков E.H., Колесникова A.M., Куркин E.H., Домашнев И.А., Бричкин С.Б. О корреляции частоты колебания Eg(l) и полуширины пика (101) на рентгенограмме наноразмерных частиц анатаза ТЮ2 // ЖТФ. - 2010. - Т. 80. - № 1. - С. 142-144.

2. Шульга Ю.М., Матюшенко Д.В., Голышев A.A., Шахрай Д.В., Молодец A.M., Кабачков E.H., Куркин E.H., Домашнев И.А. Исследование методом комбинационного рассеяния фазовых превращений наноструктурированного анатаза ТЮ2 в результате ударного сжатия // Письма в ЖТФ. - 2010. - Т. 36. -№ 18.-С. 26-31.

3. Шульга Ю.М., Кабачков E.H., Матюшенко Д.В., Куркин E.H., Домашнев И.А. Термостимулированные превращения в брукит-содержащих нанопорошках ТЮ2, полученных гидролизом TiCl4 // ЖТФ. - 2011. - Т. 81, - № 1. - С. 101105.

4. Матюшенко Д.В., Шульга Ю.М., Кабачков E.H., Колесникова A.M., Куркин E.H., Домашнев И.А., Бричкин С.Б., Разумов В.Ф. О корреляции частоты колебания Eg(l) и полуширины пика (101) на рентгенограмме наноразмерных частиц анатаза Ti02 // II Конференция с элементами научной школы для молодежи "Органические и гибридные наноматериалы". Материалы конференции. - 17-23 августа 2009г. - Иваново. - С. 162-166.

5. Shulga Y.M., Matyushenko D.V., Golyshev A.A., Shakhray D.V., Molodets A.M., Kurkin E.N., Domashnev I.A. Raman spectroscopic study of shock-induced phase transformations of nanocrystalline anatase Ti02 // Международная- конференция "Водородное материаловедение и химия углеродных наноматериалов". Тезисы докладов. - 25-31 августа 2009г. - Судак. - С. 418-419.

6. Шульга Ю.М., Кабачков E.H., Матюшенко Д.В., Куркин E.H., Домашнев И.А. Термостимулированные превращения в брукит-содержащих нанопорошках ТЮ2 // V Всероссийская конференция-школа "Высокореакционные интермедиаты химических реакций", Chemlnt 2010. Программа и тезисы докладов. - 11-14 октября 2010г. - Моск. обл. - С. 80.

7. Шульга Ю.М., Кабачков E.H., Матюшенко Д.В., Куркин E.H., Домашнев И.А. Исследование методом комбинационного рассеяния термостимулированных фазовых превращений в брукит-содержащих нанопорошках ТЮ2 // VII Международный семинар "Физико-математическое моделирование систем". Сборник материалов семинара. - 26-27 ноября 2010г. - Воронеж.

-98. Матюшенко Д.В., Шульга Ю.М., Голышев A.A., Шахрай Д.В., Молодец

A.M., Кабачков E.H., Куркин E.H., Домашнев И.А. Исследование фазовых превращений нанопорошков анатаза Ti02 в результате ударного сжатия //

XXVIII Всероссийский симпозиум молодых ученых по химической кинетике.

Тезисы докладов. - 15-18 ноября 2010г. - пане. Березки. Моск. обл. - G. 38.

9. Голышев A.A., Конов Д.Ю, Матюшенко Д.В., Шульга Ю.М., Молодец A.M.

Полиморфный переход наноструктурированного анатаза (ТЮ2) в , ударных волнах // Всероссийская; Молодежная конференция? "Успехи химической физики". Тезисы.докладов. - 21-23 июня 2011г. - Черноголовка; - С. 125.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав (литературный обзор,

Заключение диссертации по теме «Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва», Матюшенко, Дмитрий Владимирович

-90-Выводы

1. Впервые произведена обработка ударным сжатием нанопорошков диоксида титана. Установлено, что в результате ударного сжатия до 42 ГПа наночастицы анатаза ТЮ2 могут превратиться в колумбит или аморфизироваться.

2. Показано, что максимум пика Её(1) в спектре комбинационного рассеяния наноразмерных частиц анатаза ТЮ2 растет линейным образом с ростом полуширины рефлекса (101) на их рентгенограмме. На основании этой корреляции впервые построена зависимость размера частиц анатаза от положения пика Её( 1).

3. Установлено, что фазовый состав образца диоксида титана, получаемого при низкотемпературном гидролизе ТІСІ4, формируется уже при температуре гидролиза 30 - 38°С (при рН = 1.96 - 2.00).

4. Показано, что в процессе отжига двухфазный образец диоксида титана (анатаз-брукит) вначале (после отжига при 500°С) превращается трехфазный (анатаз-брукит-рутил), затем (после отжига при 700°С) - снова в двухфазный (анатаз-рутил) и, наконец, (после отжига при 900°С) - в однофазный (рутил).

-91

Список иллюстраций Рис. 1. Диоксид титана в рутильной форме. Серым цветом обозначены атомы титана, красным — кислорода 28

Рис. 2. Кристаллическая решетка анатаза 29

Рис. 3. Кристаллическая решетка брукита 29

Рис 4. Элементарные ячейки различных кристаллических структур ТЮ2: (а) тетрагональная структура анатаза, (Ь) орторомбическая структура типа а-РЮ2 (колумбит) и (с) моноклинная типа Zr02 (бадделеит) 43

Рис. 5. Диаграмма фазовой стабильности наночастиц анатаза при высоких давлениях в зависимости от их размеров 44

Рис. 6. Схема плазмохимического процесса. 1- источник микроволнового излучения; 2 — плазмотрон; 3 — устройство ввода реагентов; 4 - реактор; 5 - теплообменник; 6 — фильтр; 7 — сборник; 8 - дозатор; 9 - испаритель;

10 — вентили; 11 — ротаметры; 12 - манометры; 13 - колонки осушки газов; 14 — подача плазмообразующего газа; 15 — подача газа-носителя;

16 - выход отработанных газов' 48

Рис. 7. Спектр КР анатаза 49

Рис. 8. Спектр КР рутила 50

Рис. 9. Спектрометр NXT FT-Raman 9650 52

Рис. 10. Рентгеновский дифрактометр ДРОН АДП-2-02 53

Рис. 11. Прибор Netzsch STA 409 54

Рис. 12. Сорбционный анализатор удельной поверхности Quadrasorb SI 56

Рис. 13. Сканирующий электронный микроскоп Zeiss LEO SUPRA 25 56 Рис. 14. Просвечивающий электронный микроскоп JEM-2100 компании

JEOL 57

Рис. 15. Спектр КР анатаза, полученный в настоящей работе 59 Рис. 16. Зависимость положения пика Eg(l) в спектре КР от полуширины дифракционного максимума 5(201О[) для изученных образцов диоксида титана (анатазная модификация) 61

Рис. 17. Зависимость размера частиц (D) от частоты v колебания Eg(l) 63 4

Рис. 18. Микрофотография (СЭМ) образца 8 64

Рис. 19. Микрофотография (ПЭМ) нанопорошка анатаза (образец 8) 64

Рис. 20. ПЭМ микрофотография высокого разрешения образца 8 65

Рис. 21. Спектры КР исходных образцов диоксида титана ТЮ2. Номер спектра на рисунке соответствует номеру образца (см. текст) 67

Рис. 22. Устройство для ступенчатого ударного нагружения и последующего сохранения образцов. 1 — образец; 2 — тефлоновые прокладки; 3 — вольфрамовые диски; 4 - медная ампула сохранения; 5 — охранное стальное кольцо; 6 - алюминиевый ударник 68

Рис. 23: Спектры КР образцов диоксида титана ТЮ2 после ударного сжатия.

Номер спектра на рисунке соответствует номеру образца (см. текст). Под номером 3 приведен спектр образца 2, для которого шкала интенсивности увеличена в 25 раз 70

Рис. 24. Спектры КР охлаждённого до Т = 77К диоксида титана ТЮ2 (образец 2) после обработки взрывом в режиме высокого (1) и низкого (2) давления. На вставке показано положение пика ЕЁ(1) на спектре 2. Для сравнения пунктиром показано положение этого пика на спектре образца 2 до обработки взрывом \ 72

Рис. 25. Рентгеновские дифрактограммы образца 2 до (1) и после обработки взрывом (2). Звездочками отмечены пики, соответствующие колумбиту 73

Рис. 26. Спектры КР диоксида титана (образец 3) после ударного сжатия в режиме низкого (красным цветом) и высокого (синим цветом) давления. Спектр исходного порошка приведен пунктиром. На вставке в увеличенном масштабе показано положение пика ЕЁ(1) 74

Рис. 27. Кривые потери веса при нагреве образцов 1 и 4 78

Рис. 28. Спектр КР образца З (X). Для сравнения на рисунке представлены также спектры анатаза (А) и рутила (Я) 81

Рис. 29. Спектры КР образцов 1 и 4 (кривые 1 и 2, соответственно) 82

Рис. 30. Спектры КР образцов 5, 6 и 7 83

Рис. 31. Дифрактограммы исследованных образцов. Номер кривой на рисунке соответствует номеру образца. Интенсивность дифрактограммы 1 уменьшена в 7 раз для наглядности 85

Рис. 32. Дифрактограмма образца, отожженного при 900°С 86

Рис. 33. Изменение фазового состава исследуемых образцов (в вес. %) в зависимости от температуры отжига (согласно анализу рентгенограмм по Ритвельду). 1 - рутил, 2 - брукит, 3 — анатаз. 88

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Матюшенко, Дмитрий Владимирович, 2011 год

1. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 416 с.

2. Андриевский P.A., Рагуля A.B. Наноструктурные материалы. М.: Академия, 2005.- 192 с.

3. Алымов М.И., Зеленский В.А. Методы получения и физико-механические свойства объемных нанокристаллических материалов. М.: МИФИ, 2005. - 52 с.

4. Головин Ю.И. Введение в нанотехнологию. — М.: Машиностроение — 1, 2003. -112 с.

5. Новые материалы / Под ред. Ю.С. Карабасова. М.: МИСИС, 2002. - 736 с.

6. Физическая энциклопедия / Гл. ред. A.M. Прохоров. М.: Сов. энциклопедия, 1988.-Т. 1.-704 с.

7. Сергеев Г.Б. Нанохимия. М.: КДУ, 2007. - 336 с.

8. Алымов М.И. Механические свойства нанокристаллических материалов. — М.: МИФИ, 2004. -32 с.

9. Неорганическое материаловедение: Энцикл. изд.: В 2 т. / Под ред. Г.Г. Гнесина, В.В. Скороходова. Киев: Наукова думка, 2008. Т. 1. - 1150 с.

10. Гусева А.Ф., Нейман А.Я., Нохрин С.С. Методы получения наноразмерных материалов: учеб. пособие для вузов. Екатеринбург: Изд-во Урал, ун-та, 2008. -90 с.

11. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства области применения / Отв. ред. И.М. Федорченко Киев: Наукова думка, 1985 - 624 с.

12. Фролов Ю. Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы: Учебник для вузов. М.: Химия, 1988. - 464 с.

13. Леонтьева О.Н., Трегубова И.В., Алымов М.И. Синтез ультрадисперсных порошков железа методом гетерофазного взаимодействия // Физика и химия обработки материалов. 1993. - №5. - С. 156-159.

14. Металловедение и термическая обработка стали: Справочник / Под ред. Бернштейна М.Л. и Рахштадта А.Г. М.: Металлургия, 1991. - Т. 1. — 304 с.

15. Ковалев А.И., Щербединский Г.В. Современные методы исследования поверхности металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1989. - 192 с.

16. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1979. - 791 с.

17. Васильев Е.К., Нахмансон М.М. Качественный рентгенофазовый анализ. -Новосибирск: Наука, 1986. — 200 с.

18. Фабелинский И.Л. Комбинационному рассеянию света 70 лет (Из истории физики) // Успехи физических наук.- 1998.- Т. 168, - №12.- С. 1342-1360.

19. Химическая энциклопедия http://www.xumuk.ru/encyklopedia/

20. Грассели Дж., Снейвили М., Балкин Б. Применение спектроскопии» КР в химии. М.: Мир, 1984.-216 с.

21. Горелик В.С, Сущинский М.М. Комбинационное рассеяние света в кристаллах // ЖЭТФ. Т. 98. - №2. - С. 237-294.

22. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. -Новосибирск: Наука, 1999. 470 с.

23. Реми Г. Курс неорганической химии: В 2 т. / Под ред. A.B. Новоселовой. Пер. с нем. XI изд. - М.: Мир, 1974. - Т.2. - 824 с.

24. Оксид титана(1у) Википедия - http://ru.wikipedia.org/.,/оксидтитана(1У)

25. Хазин JI. Г. Двуокись титана. 2 изд. - JL: Химия, 1970. - 136 с.

26. Производство тетрахлорида и двуокиси титана. / H.A. Байтенов, H.H. Рубай, Э.П. Сулейменов, Е.И. Магкосов. Алма-Ата: Наука, 1974. - 230 с.

27. Гидратированные оксиды элементов IV и V групп. / Отв. ред. Ю.В. Егоров. -М.: Наука, 1986.- 160 с.

28. Kimer U., Schierbaum K.D., Göpel W., Leibold В.1, Nicoloso N., Weppner W., Fisher D., Chu F. Low and high temperature Ti02 oxygen sensors // Sensors and Actuators В. 1990. - V. 1. - Iss. 1-6. - P. 103-107.

29. Takao Y., Iwanaga Y., Shimizu M. Trimethylamine-sensing mechanism of ТЮ2-based sensors 1. Effects of metal additives on trimethylamine-sensing properties of Ti02 sensors // Sensors and Actuators В. 1993. - V. 10. - Iss. 3. - P. 229-234.

30. Gao L., Li Q., Song Z., Wang J. Preparation of nano-scale titania thick film and its oxygen sensitivity // Sensors and Actuators B. 2000. - V. 71. - Iss. 3. - P. 179183.

31. На H.K., Yosimoto M., Koinuma H., Moon В., Ishiwara H. Open air plasma chemical vapor deposition of highly dielectric amorphous Ti02 films // Appl. Phys. Lett. 1996. - V. 68. - P. 2965-2067.

32. Chauvy P.F., Madore C., Landolt D. Electrochemical micromachining of titanium through a patterned oxide film // Electrochem. Solid-State Lett. 1999. - V. 2. - P. 123-125.

33. O'Regan В., Grätzel M. A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidalTi02 films // Nature. 1991. - V. 353. - P.737-740.

34. Grätzel M. Review article Photoelectrochemical cells //Nature: 2001. - V. 414. -P. 338-344.

35. Lobl P., Huppertz M., Mergel D. Nucleation and growth in Ti02 films prepared by sputtering and evaporation // Thin Solid Films. 1994. - V. 251. - Iss. 1. - P. 7279.

36. Choi Hoffmann W., Martin Scot Т., Bahnemann D.W. Environmental Applications of Semiconductor Photocatalysis // Chemical Reviews. 1995. - V. 95.-№1. - P. 69-96.

37. Hsieh C.T., Chen J.M., Kuo R.R. Lin T.S., and Wu C.F. Influence roughness on water- and oil-repellent surfaces coated with nanoparticles // Applied Surface Science. 2005. - V. 240. - P. 318-326.

38. Photocatalysis: Fundamentals and Applications / Eds. Serpone N., Pelizzetti- E. -N.Y.: John Willey & Sons, 1989. 650 p.

39. Yoneyama H., Torimoto T. Titanium dioxide adsorbent/ hybrid photocatalysis for photodestruction of organic substances of dilute concentrations // Catal. Today. -2000. V. 58. - № 2-3. - P. 133-140.

40. Tsai S.J., Cheng S. Effect of Ti02 crystalline structure in photocatalytic degradation of phenolic contaminants // Catal. Today. 1997. - V. 33. - № 1-3. - P. 227-237.

41. Толстопятова А. А; Филатова Т.Н., Корытный Е.Ф., Баландин A.A. Каталитические свойства Ti02 (анатаза и рутила) в реакциях превращения этилового и изопропилового спиртов // Известия АН СССР, сер. хим. 1969. -№ 7. - С. 1439.

42. Артемьев Ю.М., Рябчук B.K. Введение в гетерогенный фотокатализ. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 1999. - 304 с.

43. Ahonen P.P., Moisala A., Tapper U., Brown D.P., Jokiniemi J.K., and Kauppinen E.I. Gas-phase Crystallization of Titanium Dioxide Nanoparticles // J. of Nanoparticle Research. 2002. - V. 4. - № 1-2. - P. 43-52.

44. Evans Philip, Pemble Martyn E., and Sheel David W. Precursor Directed Control of Crystalline Type in Atmospheric Pressure CVD Growth of Ti02 on Stainless Steel // Chem. Mater.-2006.-V. 18.-P. 5750-5755.

45. Ya Li Li, and Takamasa Ishigaki. Controlled One-Step Synthesis of Nanocrystalline Anatase and Rutile Ti02 Powders by In-Flight Thermal Plasma Oxidation// J. Phys. Chem. B. 2004. - V. 108. - P. 15536-15542.

46. Harano A., Shimada K., Okubo Т., Sadakata M. Crystal phases of Ti02 ultrafine particles prepared by laser ablation of solid rods // J. Nanoparticle Research. 2002. -V. 4. -№3. - P. 215-219.

47. Xia Bin, Weibin Li, Zhang Bin, Xie Youchang. Low temperature vapor-phase preparation of Ti02 nanopowders // J. of Materials Science. 1999. - V. 34. - № 14. -P. 3505-3511.

48. Коленько Ю.В., Бурухин A.A, Чурагулов Б.Р., Олейников H.H., Муханов В.А. Синтез нанокристаллических порошков различных кристаллических модификаций Zr02 и Ti02 гидротермальным методом // Журн. неорган. Химии. -2002.-Т. 47. -№ 11.-С. 1755-1762.

49. Иванов В.К., Максимов В.Д., Шапорев А.С., Баранчиков А.Е., Чурагулов Б.Р., Зверева И.А., Третьяков Ю.Д. Гидротермальный синтез эффективных фотокатализаторов на основе ТЮ2 // Журнал Неорганической Химии. 2010. -Т. 55.-№2.-С. 184-189.

50. Kuznetsova I.N., Blaskov V., and Znaidi L. Study on the influence of heat treatment on the crystallographic phases of nanostructured Ti02 films ^ Materials Science and Engineering: B. 2007. - V. 137. - Iss. 1-3. - P: 31-39.

51. Ding X.-Z., Liu X.-Z. Correlation,between Anatase-to-Rutile Transformation and Grain Growth'in Nanocrystalline Titania Powders // J. Mater. Res. - V. 13. -Iss. 9. - P. 2556-2559.

52. Zhang H., Banfield J.F. Thermodynamic Analysis of Phase Stability of Nanocrystalline Titania // J. Mater. Chem. 1998. - V. 8. - № 9. - P. 2073-—2076.

53. Zhang H., Banfield J.F. Understanding Polymorphic Transformation1- Behaviour During Growth of Nanocrystalline Aggregates: Insights from Ti02 // J. iPliys. Chem. B. 2000. - V. 104. - P. 3481-3487.

54. Zhang H., Banfield J.F. Polymorphic transformation and particle coarsening:in-nanocrystalline titania ceramic powders and membranes // J. Phys. Chem- C. 2007. -V. 111. - № 18.-P. 6621-6629.

55. Djaoued Y., Badilescu S., Ashrit P.V., Bersani D., Lottici P.P., R,<obichaud J. Study of Anatase to Rutile Phase Transition in Nanocrystalline TitarxiS^ Films. // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 2002. - V. 24. - P. 255-264^

56. Wang Zhenyao, Xia Dingguo, Chen Ge, Yang Tao, and Chen Yu. Tfcn-^ effects of different acids on the preparation of Ti02 nanostructure in liquid mer^^ia at l°w temperature // Materials.Chemistry and Physics. 2008. - V. 111. - Iss. 2-^3. - P. 313316.

57. Ивичева C.H., Каргин Ю.Ф., Ляпина O.A., Юрков Г.Ю., св> Шворнева Л.И. Наночастицы ТЮ2 в опаловой" матрице // Неоріг панические материалы. 2009. - Т.45. - №11. - с. 1337-1348.

58. Kandiel Tarek A., Feldhoff Armin, Robben Lars, Dillert Ralf, and j^ahnemann Detlef W. Tailored Titanium Dioxide Nanomaterials: Anatase Nanopa^rticles and

59. Brookite Nanorods as Highly Active Photocatalysts 11 Chem. Mater. 2010. - V. 22. -№ 6, - P. 2050-2060.

60. Yan Maocheng, Chen Feng, Zhang Jinlong, and Anpo Masakazu. Preparation of Controllable Crystalline Titania and Study on the Photocatalytic Properties // J. Phys. Chem. B. 2005. - V. 109. - Iss. 18. P. 8673-8678.

61. Zhang Zhibo, Wang Chen-Chi, Zakaria Rama, and Ying Jackie Y. Role of Particle Size in Nanocrystalline Ti02-Based Photocatalysts // J. Phys. Chem. B. -1998. V. 102. - Iss. 52. - P. 10871-10878.

62. Cao L., Huang A., Spiess F. J., et al. Gas-phase oxidation of 1-butene using nanoscale ТЮ2 photocatalysts // Journal of Catalysis. 1999. - V. 188. - P. 48-57:

63. Шабанова H.A., Попов B.B., Саркисов П.Д. Химия и технология нанодис-' персных оксидов. М.: Академкнига, 2006. - 309 с.

64. Зенковец Г.А., Гаврилов В.Ю., Шутилов А.А., Цыбуля С.В. Вляние добавок диоксида« кремния на формирование фазового состава и пористой структуры' диоксида титана со структурой анатаза // Кинетика и катализ. 2009. - Т. 50. -№ 5. - С. 790-797.

65. Зенковец Г.А., Шутилов А.А., Гаврилов В.Ю., Цыбуля С.В., Крюкова Г.Н. Формирование структуры диоксида титана, модифицированного оксидом церия // Кинетика и катализ. 2007. - Т. 48. - № 5. - С. 792-799.

66. Oliveri G., Ramis G., Busca G., Escribano S.V. Thermal stability of Vanadia-Titania Catalysts// J. Mater. Chem. 1993. - V. 12. - № 3. - P. 1239-1249.

67. Riyas S., Krishnan G., Mohan Das P.N. Rutilation in nickel oxide-doped titania prepared by different methods // Ceramics International. 2006. - V. 32. - № 5. - P. 593-598.

68. Robert Toussaint D., Laude Lucien D., Geskin Viktor M., Lazzaroni Roberto, Gouttebaron Rachel. Micro-Raman spectroscopy study of surface transformations induced by excimer laser irradiation of Ti02 // Thin Solid Films. 2003. - V. 440. - P. 268-277.

69. Митрев П., Бенвенути Дж., Смирнов А., Калитеевская Н., Сейсян Р. Фазовые переходы в тонких пленках оксида титана под действием излучения эксимерного лазера // Письма в ЖТФ. 2005. - Т. 31. - №21. - С. 17-23.

70. Zhang Q., Gao L. Preparation of Oxide Nanocrystals with Tunable Morphologies by the Moderate Hydrothermal Method: Insights from Rutile Ti02 // Langmuir. -2003. V. 19! - №3. - P. 967-971.

71. Arnel P., Corriu R. J.P., Leclercq D., Mutin P.H., Vioux A. Preparation of anatase, brookite and rutile at low- temperature by non-hydrolytic sol-gel methods // J. Mater. Chem. 1996. - V. 6. - P. 1925-1932.

72. Djaoued Y., Bruning R., Bersani D., Lottici P. P., Badilescu S. Sol-gel nanocrystalline brookite-rich titania films // Materials Letters. 2004. - V. 58. - Iss. 21.-P. 2618-2622.

73. Isley S.L., Penn R.L. Relative Brookite and Anatase Content in Sol-Gel-Synthesized Titanium Dioxide Nanoparticles // J. Phys. Chem. B. 2006. - V. 110. -Iss. 31.-P. 15134-15139.

74. Pottier A., Chaneac C., Tronc E., Mazerlolles L., Jolivet J.P. Synthesis of brookite Ti02 nanoparticles by thermolysis of T1CI4 in strongly acidic aqueous media //J. Mater. Chem. 2001. - V. 11. - № 3. - P. 1116-1121.

75. Keesmann I. Zur hydrothermalen Synthese von Brookit // Z. Anorg. Allg. Ghem. 1966. - V. 346. - Iss. 1-2. - P. 30-43.

76. Mahdjoub N., Allen N., Kelly P., and Vishnyakov V. Thermally induced phase and photocatalytic activity evolution of: polymorphous titania // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2010; - V. 210. - Iss. 2-3. - Pi 125129.

77. Cheng H., Ma J., Zhao Z., Qi L. Hydrothei-mal Preparation of Uniform Nanosize Rutile and Anatase Particles // Chem. Mater. 1995. - V. 7. - № 4. - P. 663-671.

78. Ye X., Sha J., Jiao Z, and Zhang L. Thermoanalytical characteristic of nanocrystalline brookite-based titanium dioxide //Nanostructured Materials. 1997. -V. 8;-Iss. 7.-P. 919-927.

79. Wang Z., Saxena S.K, Pischedda V., Liermann H.P., and Zha G.S. X-ray-diffraction study on pressure-induced phase transformations in nanocrystalline anatase/rutile (Ti02) // J. Phys.: Condens. Matt. 2001. - V. 13. - P. 8317-8323.

80. Swamy V., Kuznetsov A., Dubrovinsky L.S., Caruso R.A., Shchukin D.G., Muddle B.C. Finite-size and. pressure effects on the Raman spectrum of nanocrystalline anatase Ti02 // Phys. Rev. B: 2005. - V. 71. - P. 184302 (11).

81. Swamy V., Kuznetsov A., Dubrovinsky L.S., McMillan P.F., Prakapenka V.B., Shen G., Muddle B.C. Size-Dependent Pressure-Induced Amorphization in NanoscaleTi02 // Phys. Rev. Lett. 2006. - V. 96. - P. 135702 (4).

82. Swamy V., Kuznetsov A.Y., Dubrovinsky L.S., Kurnosov A., and Prakapenka V.B. Unusual Compression Behavior of Anatase ТіОг Nanocrystals // Phys. Rev. Lett. 2009. - V. 103. - Iss. 7. - P. 075505 (4).

83. Swamy V., Dubrovinsky L.S., Dubrovinskaia N.A., Simionovici A.S., Drakopoulos M., Dmitriev V., Weber H.P. Compression behavior of nanocrystalline anatase Ti02 // Solid State Communications. 2003. - V. 125. - Iss. 2. - P. 111-115.

84. Linde R.K., DeCarli P.S. Polymorphic Behavior of Titania under Dynamic Loading // J. Chem. Phys. 1969. - V. 50. - № 1. - P. 319-325.

85. Balachandran'U., Eror N.G. Raman spectra of titanium' dioxide // J. Sol. stat. chem. 1982. - V. 42. - P. 276-282.

86. Porto S.P.S., Fleury P.A., and Damen T.C. Raman Spectra of Ti02, MgF2, ZnF2, FeF2, and MnF2 // Phys. Rev. 1967. - V. 154. - Iss. 2. - P. 522-526.

87. Tompsett G.A., Bowmaker G.A., Cooney R.P., Metson J.B., Rodgers K.A., Seakins J.M. The Raman spectrum of brookite, Ti02 (Pbca, Z = 8) // Journal of Raman Spectroscopy. 1995. - V. 26. - Iss. 1. - P. 57-62.

88. Bersani D., Lottici P.P. Phonon confinement effects in the Raman scattering by Ti02 nanociystals // Appl. Phys. Lett. 1998. - V. 72. - № 1. - P. 73-75.

89. Parker J.C., Siegel R.W. Calibration of the Raman spectrum to the oxygen stoichiometry of nanophase Ti02 // Appl. Phys. Lett. 1990. - V. 57. - № 9. - P. 943945.

90. Kelly S., Pollak F.H., and Tomkiewicz M. Raman Spectroscopy as a Morphological Probe for Ti02 Aerogels // J. Phys. Chem. B. 1997. - V. 101. - № 14. - P 2730-2734.

91. Li Bassi A., Cattaneo D., Russo V. Raman spectroscopy characterization of titania nanoparticles produced by flame pyrolysis: The influence of size and' stoichiometry // J. Appl. Phys. 2005. - V. 98. - Iss. 7. - P. 074305(9).

92. Zhu K.-R., Zhang M.-S., Chen Q., Yin Z." Size and phonon-confmement effects on low-frequency Raman mode of anatase Ti02 nanocrystal // Physics Letters A. — 2005. V. 340: - Iss. 1-4. - P. 220-227.

93. Lei Y., Zhang L.D., Fan J.C. Fabrication, characterization and Raman study of Ti02 nanowire arrays prepared by anodic oxidative hydrolysis // Chemical" Physics Letters. -2001. V. 338. - Iss. 4-6. - P. 231-236.

94. Barborini E., Kholmanov I. N., Piseri P., Ducati C., Bottani C. E., and Milani P. Engineering the nanocrystalline structure of Ti02 films by aerodynamically filtered cluster deposition // Appl. Phys. Lett. 2002. - V. 81. - Iss. 16. - P. 3052-3054.

95. Swamy V., and Muddle B.C. Size-dependent modifications of the Raman spectrum of rutile Ti02 // Appl. Phys. Lett. 2006. - V. 89. - P. 163118 (3).

96. Swamy V. Size-dependent modifications of the first-order Raman spectra of nanostructured rutile Ti02 // Phys. Rev. B. 2008. - V. 77. - Iss. 19. - P! 195414 (4).

97. Manciu F.S., Sahoo Y., Carreto F., Prasad P.N. Size-dependent Raman and infrared studies of PbSe nanoparticles // Journal of Raman Spectroscopy. 2008. - V. 39.-Iss. 9.-P. 1135-1140.

98. Rietveld H.M. A profile refinement method for nuclear and magnetic structures // J. Appl. Cryst. 1969: -V. 2. -P. 65-71.

99. Liang Li-Hong, Shen Cheng-Min, Chen Xi-Ping, Liu Wu-Ming, and Gao Hong-Jun. The size-dependent phonon frequency of semiconductor nanocrystals // J. Phys.: Condens. Matt. 2004. - V. 16. - Iss. 3. - P. 267-272.

100. Mikami M., Nakamura S., Kitao O., Arakawa H. Lattice dynamics and dielectric properties of Ti02 anatase: A first-principles study // Phys. Rev. B. 2002. - V. 66. -P. 155213-155219.

101. Kabachkov E.N., Kurkin E.N., Nadtochenko V.A., and Terent'ev A.A. Fourier Transform Infrared Spectroscopic Study of the Photocatalytic Degradation of Cancerous Cells on Titanium Dioxide // High Energy Chemistry. 2010. - V. 44, - № 5. - P. 426-430.

102. Chan Sze Chi, Barteau Mark A. Physico-Chemical Effects on the Scale-Up of Ag Photodeposition on Ti02 Nanoparticles // Topics in Catalysis. 2011. — V. 54. -№5-7.-P. 378-389.

103. Канель Г.И., Молодец A.M., Воробьев A.A. О метании пластин взрывом. // ФГВ. 1974. - Т. 10. -№ 6. - С. 884-891.

104. Ударно-волновые явления в конденсированных средах / Г.И. Канель, С.В. Разоренов, А.В. Уткин, В.Е. Фортов. М.: Янус-К, 1996,- 407 с.

105. Ma W., Lu Z., Zhang М. Investigation of structural transformations in nanophase titanium dioxide by Raman spectroscopy // Appl. Phys. A. 1998. - V. 66. -P. 621-627.

106. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966, - 687 с.