Effect of the SiO2/GeO2 Ratio on the Properties of Porous Borosilicate Glass-Based Materials

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Properties of porous materials prepared from glasses of the Na2O–B2O3–SiO2–GeO2 system have been studied using low-temperature nitrogen adsorption/desorption measurements. The results demonstrate that germanium substitution for silicon in the glasses studied leads to an increase in pore volume at SiO2/GeO2 ratios of down to 0.5. The porous glass with this composition has the largest specific surface area and micro- and mesopore volumes. We assume that the observed changes in the porosity parameters of glass in the case of complete germanium substitution for silicon are related to structural features of the borogermanate glass network, associated with B–O–B bond breaking and the formation of non-bridging oxygen atoms.

作者简介

O. Koroleva

Institute of Mineralogy, South Ural Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, Ilmen State Reserve; South Ural State University

Email: n.korobatova@yandex.ru
456317, Miass, Chelyabinsk oblast, Russia; 454080, Chelyabinsk, Russia

N. Korobatova

Institute of Mineralogy, South Ural Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, Ilmen State Reserve

Email: n.korobatova@yandex.ru
456317, Miass, Chelyabinsk oblast, Russia

R. Morozov

Nanotechnologies Science and Education Center, South Ural State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: n.korobatova@yandex.ru
454080, Chelyabinsk, Russia

参考

  1. Zhu B., Zhang Z., Zhang W., Wu Y., Zhang J., Imran Z., Zhang D. Synthesis and Applications of Porous Glass // J. Shanghai Jiaotong Univ. (Sci.). 2019. V. 24. № 6. P. 681–698. https://doi.org/10.1007/s12204-019-2131-1
  2. Kumar A., Sudipta Murugavel S. Influence of Textural Characteristics on Biomineralization Behavior of Mesoporous SiO2–P2O5–CaO Bioactive Glass and Glass-ceramics // Mater. Chem. Phys. 2020. V. 242. P. 122511. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.122511
  3. Firuzeh M., Labbaf S., Sabouri Z. A Facile Synthesis of Mono-dispersed, Spherical and Mesoporous Bioactive Glass Nanoparticles for Biomedical Applications // J. Non-Cryst. Solids. 2021. V. 554. P. 120598. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.120598
  4. Burunkova J.A., Alkhalil G., Veniaminov A.V., Csarnovics I., Molnar S., Kokenyesi S. Arsenic Trisulfide-Doped Silica-Based Porous Glass // Opt. Laser Tech. 2022. V. 147. P. 107658. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2021.107658
  5. Ibrahim M.H., Mustaffar M.I., Ismail S.A., Ismail A.N. A Review of Porous Glass-Ceramic Production Process, Properties and Applications // J. Phys. Conf. Ser. 2022. V. 2169. № 1. P. 012042. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2169/1/012042
  6. Милинский А.Ю., Барышников С.В., Чернечкин И.А. Диэлектрические и тепловые свойства нанокомпозита нитрат цезия – пористое стекло // Изв. вузов. Физика. 2022. Т. 65. № 9. С. 15–19.
  7. Фиронов Я.С., Мельников И.В., Надеждин Е.Р., Токарев В.Н. Лазерное сверление пористой алюмосиликатной керамики // Стекло и керамика. 2021. № 1. С. 28–35.
  8. Macedo P.B., Litovitz T.A. Method of Producing Optical Wave Guide Fibers^ Патент USA № 3,938,974. 462,481. Заяв. от 22.04.1974, 1976.
  9. Morimoto S. Porous Glass: Preparation and Properties // Key Eng. Mater. 1995. V. 115. P. 147–158. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.115.147
  10. Антропова Т.В., Калинина С.В., Костырева Т.Г., Дроздова И.А., Анфимова И.Н. Особенности процесса получения и структура пористых мембран на основе двухфазных фтор- и фосфорсодержащих натриевоборосиликатных стекол // Физика и химия стекла. 2015. Т. 44. № 1. С. 25–41.
  11. Евстрапов А.А., Есикова Н.А., Антропова Т.В. Исследование пористых стекол методами оптической спектроскопии // Опт. журн. 2008. Т. 74. № 4. С. 71–77.
  12. Крейсберг В.А., Антропова Т.В., Калинина С.В. Формирование микро- и мезопористой подструктур в процессе выщелачивания двухфазного щелочно-боросиликатного стекла // Физика и химия стекла. 2014. Т. 40. № 3. С. 508–513.
  13. Ertuş E.B., Vakifahmetoglu C., Öztürk A. Production and Properties of Phase Separated Porous Glass // Ceram. Int. 2020. V. 46. № 4. P. 4947–4951. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.10.232
  14. Janowski F., Enke D. Porous Glasses // Handbook of Porous Solids. 2002. P. 1432–1542.
  15. Гавронская Ю.Ю., Пак В.Н. Наноструктурированные материалы на основе пористого стекла // Фундаментальные исследования. 2015. Т. 2. № 2. С. 261–266.
  16. Rysiakiewicz-Pasek E. et al. An Insight into Inorganic Glasses and Functional Porous Glass-based Nanocomposites // Mater. Chem. Phys. 2020. V. 243. P. 122585. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.122585
  17. Мазурин О.В., Роскова Г.П., Аверьянов В.И., Антропова Т.В. Двухфазные стекла: структура, свойства, применение. Л.: Наука, 1991. 275 с.
  18. Роусон Г. Неорганические стеклообразующие системы. М.: Мир, 1970. 312 с.
  19. Власов А.Г., Флоринская В.А. Инфракрасные спектры неорганических стекол и кристаллов. М.: Химия, 1972. 304 с.
  20. Koroleva O.N., Ivanova T.N. Raman Spectroscopy of the Structures of Li2O-SiO2 and Li2O-GeO2 Melts // Russ. Metall. (Metally). 2014. V. 2014. № 2. P. 140–146. https://doi.org/10.1134/S0036029514020098
  21. Korobatova N.M., Koroleva O.N. Structural Variations of Germanosilicate Glasses with Change in Modifier Cation Type or Ge/Si Ratio // Spectrochim. Acta, Part A. 2020. V. 237. P. 118361. https://doi.org/10.1016/j.saa.2020.118361
  22. Дембовский С.А., Чечеткина Е.А. Стеклообразование. М.: Наука, 1990. 279 с.
  23. Yiannopoulos Y., Varsamis C., Kamitsos E. Medium Range Order in Glass and the 'Germanate Anomaly’ Effect // Chem. Phys. Lett. 2002. V. 359. P. 246. https://doi.org/10.1016/S0009-2614(02)00668-1
  24. Tsu R. Structural Characterization of Amorphous Silicion and Germanium // Sol. Cells. 1987. V. 21. P. 19–24.
  25. Chambouleyron I., Comedi D., Sujan G.K. Amorphous Silicon and Germanium // Reference Module in Materials Science and Materials Engineering. N.Y.: Elsevier, 2016. P. 24.
  26. Thommes M. et al. Physisorption of Gases, with Special Reference to the Evaluation of Surface Area and Pore Size Distribution // Pure Appl. Chem. 2015. V. 87. P. 1051–1069.
  27. ASAP 2020 Accelerated Surface Area and Porosimetry System Operator’s Manual (V4.01. 202-42801-01). 2011. 552 p.
  28. Korobatova N.M., Koroleva O.N. Effect of the SiO2/GeO2 Ratio in the Na2O–B2O3–SiO2–GeO2 System on the Characteristics of Porous Glasses // Materialia. 2023. V. 27 P. 101669. https://doi.org/10.1016/j.mtla.2022.101669

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2.

下载 (1012KB)
索引源数据
3.

下载 (212KB)
索引源数据
4.

下载 (98KB)
索引源数据
5.

下载 (99KB)
索引源数据

版权所有 © О.Н. Королева, Н.М. Коробатова, Р.С. Морозов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».