Synthesis of CeO2 and CeO2/C Using Powdered Cellulose and Powdered Cellulose–Sucrose as a Template

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

CeO2 nanooxide has been synthesized from cerium(III) nitrate using powdered cellulose (PC) and its mixture with sucrose as templates. The removal of templates from composites (PC–Ce(NO3)3 and PC–sucrose–Ce(NO3)3) has been carried out in two ways: via direct burning-out of PC (PC–sucrose) in an air flow and via burning-out of the carbonizate after template pyrolysis. Using UV and IR spectroscopy, X-ray powder diffraction (XRD), and electron microscopy, the influence of the template composition and the method of its removal on the physicochemical characteristics of CeO2 nanoparticles has been studied. A carbon–oxide material CeO2/C has been synthesized by pyrolysis of PC–Ce(NO3)3 and PC–sucrose–Ce(NO3)3 composites. It has been established that the pyrolysis of PC–Ce(NO3)3 and PC–sucrose–Ce(NO3)3 leads to the formation, in the carbonizate, of CeO2 (cerianite) nanoparticles with sizes of 3–4 and 1–2.5 nm, respectively. The average diameter of nanoparticles (according to XRD data) is 3.8 and 2.3 nm. CeO2/C synthesized from the PC–sucrose–Ce(NO3)3 composite contains cerium(III) oxide. All CeO2 nanoparticles in the carbon matrix have a hydroxyl–hydrate cover. The burning of the organic or carbon matrix of the composites leads, regardless of the template used and synthesis conditions, to the formation of CeO2 (cerianite) nanoparticles with the same average diameter of 25 ± 1 nm (according to XRD data), containing an admixture of the Ce(III) phase and having a hydroxyl–hydrate cover. Carbon is present in the material in trace amounts (≤0.15 wt %). The size scatter of CeO2 nanoparticles produced by burning out PC from the PC–Ce(NO3)3 composite is 15–30 nm. In those cases when the organic component from PC–sucrose–Ce(NO3)3 is subjected to burning or the pyrolysis stage of both composites is included in the synthesis process, the appearance of a fraction of larger CeO2 particles (50–60 nm) is observed. The correctness of the obtained data has been confirmed in the course of the model process of hydrogen peroxide decomposition.

Sobre autores

A. Shishmakov

Postovskii Institute of Organic Synthesis, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: Mikushina@ios.uran.ru
620108, Yekaterinburg, Russia

Yu. Mikushina

Postovskii Institute of Organic Synthesis, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: Mikushina@ios.uran.ru
620108, Yekaterinburg, Russia

O. Koryakova

Postovskii Institute of Organic Synthesis, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: Mikushina@ios.uran.ru
Synthesis of CeO2 and CeO2/C Using Powdered Cellulose and Powdered Cellulose–Sucrose as a Template

Bibliografia

  1. Scire S., Palmisano L. // Cerium Oxide (CeO2): Synthesis, Properties and Applications. 2019. 402 p.
  2. Исаева Е.И., Гурьев Н.В., Бойцова Т.Б. и др. // Журн. общ. химии. 2022. Т. 92. № 10. С. 1603. https://doi.org/10.31857/S0044460X22100110
  3. Sozarukova M.M., Proskurnina E.V., Popov A.L. et al. // RSC Adv. 2021. V. 11. № 56. P. 35351. https://doi.org/10.1039/d1ra06730c
  4. Abramova A.V., Abramov V.O., Fedulov I.S. et al. // Nanomaterials. 2021. V. 11. № 10. P. 2704. https://doi.org/10.3390/nano11102704
  5. Sozarukova M.M., Proskurnina E.V., Ivanov V.K. // Nanosyst. Phys. Chem. Math. 2021. V. 12. P. 283. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-3-283-290
  6. Popov A.L., Andreeva V.V., Khohlov N.V. et al. // Nanosyst. Phys. Chem. Math. 2021. V. 12. P. 329. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-3-329-335
  7. Shcherbakov A.B., Reukov V.V., Yakimansky A.V. et al. // Polymers. 2021. V. 13. P. 924. https://doi.org/10.3390/polym13060924
  8. Popov A.L., Kolmanovich D.D., Popova N.R. et al. // Nanosyst: Phys. Chem. Math. 2022. V. 13. № 1. P. 96. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2022-13-1-96-103
  9. Кузнецова М.Н., Жилкина В.Ю. // Фармацевтическое дело и технология лекарств. 2021. № 2. С. 38. https://doi.org/10.33920/med-13-2102-02
  10. Щербаков А.Б., Иванова О.С., Спивак Н.Я. и др. // Синтез и биомедицинские применения нанодисперсного диоксида церия. Томск: Изд. дом ТГУ, 2016. 476 с.
  11. Масленников Д.В., Матвиенко А.А., Сидельников А.А. и др. // Химия в интересах устойчивого развития. 2019. № 3. С. 323. https://doi.org/10.15372/KhUR2019141
  12. Huang J.-J., Wang C.-C., Jin L.-T. et al. // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017. V. 27. № 3. P. 578. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(17)60064-5
  13. Moyer K., Conklin D.R., Mukarakate C. et al. // Front. Chem. 2019. V. 7. P. 730. https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00730
  14. Волков А.А., Бойцова Т.Б., Стожаров В.М. и др. // Журн. общ. химии. 2020. Т. 90. № 2. С. 308. https://doi.org/10.31857/S0044460X20020183
  15. Kaplin I.Y., Lokteva E.S., Golubina E.V. et al. // Molecules. 2020. V. 25. P. 4242. https://doi.org/10.3390/molecules25184242
  16. Фролова Л.А., Леонова Л.С., Арсланова А.А. и др. // Электрохимия. 2013. Т. 49. № 8. С. 915. https://doi.org/10.7868/S0424857013080082
  17. Кибис Л.С., Коробова А.Н., Федорова Е.А. и др. // Журн. структур. химии. 2022. Т. 63. № 3. С. 311. https://doi.org/10.26902/JSC_id89211
  18. Шишмаков А.Б., Микушина Ю.В., Корякова О.В. // Хим. технология. 2022. Т. 23. № 7. С. 290. https://doi.org/10.31044/1684-5811-2022-23-7-290-296
  19. Babitha K.K., Sreedevi A., Priyanka K.P. et al. // Ind. J. Pure Appl. Phys. 2015. V. 53. № 9. P. 596. https://doi.org/10.56042/ijpap.v53i9.5542
  20. Hu Z., Haneklaus S., Sparovek G. et al. // Commun. Soil. Sci. Plant. Anal. 2006. V. 37. № 9–10. P. 1381. https://doi.org/10.1080/00103620600628680
  21. Стоянов А.О., Стоянова И.В., Чивирева Н.А. и др. // Методы и объекты хим. анализа. 2013. Т. 8. № 3. С. 104.
  22. Халипова О.С. Технология получения оксидных систем СeO2–SiO2 и СeO2–SnO2 в тонкопленочном и дисперсном состояниях из пленкообразующих растворов и их свойства. Автореф. диc. … канд. техн. наук. Томск, 2014. 22 с.
  23. Земскова Л.А., Егорин А.М., Токарь Э.А. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 9. С. 1168. https://doi.org/10.31857/S0044457X21090178
  24. Кравцов А.А., Блинов А.В., Ясная М.А. и др. // Вестн. Самар. гос. техн. ун-та. Сер. техн. науки. 2015. Т. 47. № 3. С. 208.
  25. Кравцов А.А. Разработка процессов получения и исследование физико-химических свойств наноматериалов для электронной техники на основе оксидов титана и церия. Дис. … канд. техн. наук. Ставрополь, 2016. 186 с.
  26. Pang J.-H., Liu Y., Li J. et al. // Rare Met. 2019. V. 38. № 1. P. 73. https://doi.org/10.1007/s12598-018-1072-4
  27. Singh R.D., Koli P.B., Jagdale B.S. et al. // SN Appl. Sci. 2019. № 1. P. 315. https://doi.org/10.1007/s42452-019-0246-5
  28. Abid S.A., Taha A.A., Ismail R.A. et al. // Envir. Sci. Poll. Res. 2020. V. 27. P. 30479. https://doi.org/10.1007/s11356-020-09332-9
  29. Farahmandjou M., Zarinkamar M., Firoozabadi T.P. // Rev. Mex. Fis. 2016. V. 62. P. 496.
  30. Ayodele B.V., Khan M.R., Cheng C.K. // Bull. Chem. React. Eng. Catal. 2016. V. 11. № 2. P. 210. https://doi.org/10.9767/bcrec.11.2.552.210-219
  31. Calvache-Muñoz J., Prado F.A., Rodríguez-Páez J.E. // Colloids. Surf., A. 2017. V. 529. P. 146. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2017.05.059
  32. Dezfuli A.S., Ganjali M.R., Naderi H.R. et al. // RSC Adv. 2015. V. 5. № 57. P. 46050. https://doi.org/10.1039/C5RA02957K
  33. Saranya J., Sreeja B.S., Padmalaya G. et al. // J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 2019. № 30. P. 1. https://doi.org/10.1007/s10904-019-01403-w
  34. Syed Khadar Y.A., Balamurugan A., Devarajan V.P. et al. // Orient. J. Chem. 2017. V. 33. № 5. P. 2405. https://doi.org/10.13005/ojc/330533
  35. Бажукова И.Н., Мышкина А.В., Соковнин С.Ю. и др. // Физ. тв. тела. 2019. Т. 61. № 5. С. 974.
  36. Abakshonok A.V., Kvasyuk A.A., Eryomin A.N. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. Belarus. Chem. series. 2017. V. 3. P. 7.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2.

Baixar (211KB)
Metadados
3.

Baixar (103KB)
Metadados
4.

Baixar (1MB)
Metadados
5.

Baixar (238KB)
Metadados
6.

Baixar (161KB)
Metadados
7.

Baixar (218KB)
Metadados
8.

Baixar (100KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © А.Б. Шишмаков, Ю.В. Микушина, О.В. Корякова, 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».