2d Nanocrystals Of Zinc And Manganese(II, III) Oxides With Morphology Of Perforated Nanoflakes Obtained Using Hydrolysis Reactions Of Mn(OAc)2 AND Zn(OAc)2 By Gaseous Ammonia On The Surface Of Their Aqueous Solutions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper shows for the first time that 2D ZnO nanocrystals with the structure of wurtzite and Mn3O4 hausmanite and morphology of perforated nanoflakes can be obtained on the basis of compounds that are formed as a result of reactions occurring on the surface of aqueous solutions of acetates of the corresponding metals when it is treated in air atmosphere with gaseous NH3. Application of the marked nanocrystals on the silicon surface makes it hydrophobic in the case of ZnO and superhydrophilic in the case of Mn3O4. Using the proposed synthesis technique, sequential and multiple deposition of these compounds on the substrate surface can be performed and such “multilayers” can exhibit new properties.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. P. Tolstoy

Saint Petersburg State University

Author for correspondence.
Email: v.tolstoy@spbu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3857-7238
Russian Federation, Saint Petersburg

L. B. Gulina

Saint Petersburg State University

Email: v.tolstoy@spbu.ru
ORCID iD: 0000-0002-1622-4311
Russian Federation, Saint Petersburg

E. E. Shilovskikh

Saint Petersburg State University

Email: v.tolstoy@spbu.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Osada M., Sasaki T. // Adv. Mater. 2012. V. 24. № 2. P. 210. https://doi.org/10.1002/adma.201103241
  2. Yapryntsev A.D., Baranchikov A.E., Ivanov V.K. // Russ. Chem. Rev. 2020. V. 89. № 6. P. 629. https://doi.org/10.1070/rcr4920
  3. Aslanov L.A., Dunaev S.F. // Russ. Chem. Rev. 2018. V. 87. № 9. P. https://doi.org/882. 10.1070/rcr4806
  4. Khan K., Tareen A.K., Aslam M. et al. // Nanoscale. 2019. V. 11. № 45. P. 21622. https://doi.org/10.1039/c9nr05919a
  5. Tsukanov A.A., Turk B., Vasiljeva O. et al. // Nanomaterials. 2022. V. 12. № 4. P. 650. https://doi.org/10.3390/nano12040650
  6. Mei L., Zhu S., Yin W. et al. // Theranostics. 2020. V. 10. № 2. P. 757. https://doi.org/10.7150/thno.39701
  7. Wang L., Takada K., Kajiyama A. et al. // Chem. Mater. 2003. V. 15. № 23. P. 4508. https://doi.org/10.1021/cm0217809
  8. Kaneva M.V., Tolstoy V.P. // Russ. J. Gen. Chem. 2022. V. 92. № 11. P. 2339. https://doi.org/10.1134/S1070363222110184
  9. Wu G., Wu X., Zhu X. et al. // ACS Nano. 2022. V. 16. № 7. P. 10130. https://doi.org/10.1021/acsnano.2c02841
  10. Zhou M., Lou X.W., Xie Y. // Nano Today. 2013. V. 8. № 6. P. 598. https://doi.org/10.1016/j.nantod.2013.12.002
  11. Haque F., Daeneke T., Kalantar-zadeh K. et al. // Nano-Micro Lett. 2018. V. 10. № 2. P. 23. https://doi.org/10.1007/s40820-017-0176-y
  12. Tolstoy V.P., Gulina L.B., Golubeva A.A. et al. // J. Solid State Electrochem. 2019. V. 23. № 2. P. 573. https://doi.org/10.1007/s10008-018-04165-6
  13. Korotcenkov G., Tolstoy V.P. // Nanomaterials. 2023. V. 13. № 2. P. 237. https://doi.org/10.3390/nano13020237
  14. Tolstoy V.P., Gulina L.B., Meleshko A.A. // Russ. Chem. Rev. 2023. V. 92. № 3. P. RCR5071. https://doi.org/10.57634/RCR5071
  15. Zhang Q., Chen D., Song Q. et al. // Surf. Interfaces. 2021. V. 23. P. 100979. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2021.100979
  16. Peng L., Fang Z., Zhu Y. et al. // Adv. Energy Mater. 2018. V. 8. № 9. P. 1702179. https://doi.org/10.1002/aenm.201702179
  17. Peng L., Xiong P., Ma L. et al. // Nat. Commun. 2017. V. 8. P. 15139. https://doi.org/10.1038/ncomms15139
  18. Gicha B.B., Tufa L.T., Kang S. et al. // Nanomaterials. 2021. V. 11. № 6. P. 1388. https://doi.org/10.3390/nano11061388
  19. Nazarian-Samani M., Haghighat-Shishavan S., Nazarian-Samani M. et al. // Prog. Mater. Sci. 2021. V. 116. P. 100716. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2020.100716
  20. Napi M.L.M., Sultan S.M., Ismail R. et al. // Materials. 2019. V. 12. № 18. P. 2985. https://doi.org/10.3390/ma12182985
  21. Abinaya K., Sharvanti P., Rajeswari Yogamalar N. // Nanosystems: Phys. Chem. Math. 2023. V. 14. № 4. P. 454. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2023-14-4-454-466
  22. Afineevskii A.V., Prozorov D.A., Smirnov D.V. et al. // Russ. J. Gen. Chem. 2023. V. 93. № 6. P. 1560. https://doi.org/10.1134/S1070363223060282
  23. Nagornov I.A., Mokrushin A.S., Simonenko E.P. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 4. P. 539. https://doi.org/10.1134/S0036023622040143
  24. Julien C.M., Mauger A. // Nanomaterials. 2017. V. 7. № 11. P. 396. https://doi.org/10.3390/nano7110396
  25. Makvandi P., Wang C., Zare E.N. et al. // Adv. Funct. Mater. 2020. V. 30. № 22. P. 1910021. https://doi.org/10.1002/adfm.201910021
  26. Gulina L.B., Tolstoy V.P., Solovev A.A. et al. // Prog. Nat. Sci. 2020. V. 30. № 3. P. 279. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2020.05.001
  27. Ishioka T., Shibata Y., Takahashi M. et al. // Spectrochim. Acta, Part A. 1998. V. 54. № 12. P. 1827. https://doi.org/10.1016/S1386-1425(98)00063-8
  28. Dubal D.P., Dhawale D.S., Salunkhe R.R. et al. // J. Electrochem. Soc. 2010. V. 157. № 7. P. A812. https://doi.org/10.1149/1.3428675
  29. Poul L., Jouini N., Fiévet F. // Chem. Mater. 2000. V. 12. № 10. P. 3123. https://doi.org/10.1021/cm991179j
  30. Sabine T.M., Hogg S. // Acta Crystallogr., Sect. B. 1969. V. 25. № 11. P. 2254. https://doi.org/10.1107/S0567740869005528
  31. Aminoff G. // Z. Kristallogr. 1926. V. 64. № 63. P. 222.
  32. Wyckoff R.W.G. Crystal Structures. N.Y.: Interscience Publishers, 1963. 134 p.
  33. Strykanova V.V., Gulina L.B., Tolstoy V.P. et al. // ACS Omega. 2020. V. 5. № 25. P. 15728. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c02258
  34. Su B., Li M., Shi Z. et al. // Langmuir. 2009. V. 25. № 6. P. 3640. https://doi.org/10.1021/la803948m
  35. Gulina L.B., Gurenko V.E., Tolstoy V.P. et al. // Langmuir. 2019. V. 35. № 47. P. 14983. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.9b02338
  36. Masuda Y., Ohji T., Kato K. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2012. V. 4. № 3. P. 1666. https://doi.org/10.1021/am201811x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. SEM micrographs of layers formed on the surface of Zn(OAc)2 solution: a - initial sample, b - sample heated in air at 150С, c - sample heated in air at 300С.

Download (144KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. SPEM micrographs of fragments of layers formed on the surface of Zn(OAc)2 solution: a - initial sample, b - sample heated in air at 150С, c - sample heated in air at 300С.

Download (111KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. SEM micrographs of layers formed on the surface of Mn(OAc)2 solution: a - initial sample, b - sample heated in air at 150С, c - sample heated in air at 300С.

Download (140KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. SEM-micrographs of layers formed on the surface of a solution of a mixture of Zn(OAc)2 and Mn(OAc)2 taken in a 4 : 1 ratio: a - original sample, b - sample heated in air at 150С, c - sample heated in air at 300С.

Download (171KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. FT-IR spectra (a, b) and X-ray diffractograms (c, d) of layers obtained on the surface of Zn(OAc)2 (a, c) and Mn(OAc)2 (b, d) solutions: 1 - initial samples, 2-4 - samples heated in air at 150, 300 and 450С, respectively.

Download (230KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Microphotographs of water droplets deposited on the surface of the studied layers on silicon: a - layers were obtained on the surface of Zn(OAc)2 solution; b - on the surface of Mn(OAc)2 solution; c - on the surface of the solution of a mixture of Zn(OAc)2 and Mn(OAc)2 taken in the ratio 4 : 1. Processing temperature of samples after synthesis and values of wetting angles in degrees are indicated on each of microphotographs (RT - room temperature).

Download (95KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».