doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-6-1114-1121


УДК 676.014.8

Структурный анализ наночастиц ZrO2 и TiO2

Иманова Г.


Читать статью полностью 
Язык статьи - английский

Ссылка для цитирования:
Иманова Г. Структурный анализ наночастиц ZrO2 и TiO2 // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. Т. 23, № 6. С. 1114–1121 (на англ. яз.). doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-6-1114-1121


Аннотация
Введение. Составные части систем, в которых протекают радиационно-каталитические процессы, обычно различаются по массе и электронной плотности, структурным характеристикам, электрофизическим и химическим свойствам. По этой причине взаимодействие фаз в любой форме оказывает большое влияние на направление и параметры процессов в отдельных компонентах. В работе получены рентгенограммы образцов нано-ZrO2 и нано-TiO2 до и после гамма-облучения. Исследованы их кристаллические структуры. Метод. Характер полученной рентгенограммы определялся атомной плоскостью (ε), интенсивностью полученных пиков, соответствующей сингонией образца, размером решетки, плотностью, постоянными решетки и расстоянием между фазовыми группами. Полученные данные рентгеноструктурного анализа обработаны с помощью программы Fullprof. Основные результаты. Полнопрофильная обработка данных рентгеноструктурного анализа оксида циркония (ZrO2) показала, что исходный образец имеет моноклинную структуру (пространственная группа P21/c) со следующими параметрами решетки: a = 5,1506 Å, b = 5,2080 Å, c = 5,3293 Å. Полнопрофильная обработка рентгеноструктурного анализа ZrO2 после гамма-облучения показала изменение структуры с моноклинной (пространственная группа P21/c) фазы на триклинную (пространственная группа P1). Полнопрофильная обработка данных рентгеноструктурного анализа оксида титана (TiO2) показала, что образец имеет тетрагональную структуру (пространственная группа P42/mnm) со следующими параметрами решетки: a = b = 4,5931 Å, c = 2,9592 Å и элементарной ячейкой. В результате расчетов (BR = 1,27; RF = 1,98; χ2 = 2,68) установлено, что структура исходного образца TiO2 является однофазной, тетрагональной и описывается пространственной группой P42/mnm. Обсуждение. Таким образом, в работе показаны структурные превращения оксидов циркония и титана под действием гамма-излучения.

Ключевые слова: нано-ZrO2, нано-TiO2, рентгеновская дифракция, кристаллическая структура, гамма-излучение

Благодарности. Выражаю благодарность Фархад Халлокову научному сотруднику «Института ядерной физики Академии наук Республики Узбекистан» и Ильхом Бекпулатову научному сотруднику «Ташкентского государственного технического университета» за помощь в проведении исследований.

Список литературы
  1. Mustafayev I.I., Mahmudov H.M. Radiation-thermal desulphurization of organic fuels // Journal of Radiation Researches. 2015. V. 2. N 2. P. 65–70.
  2. Mahmudov H.M., Suleymanov T.Y., Aliyev S.M., Huseynova S.A., Azizova K.V., Mammadova B.M. Kinetics and mechanism of formation of gaseous products obtained by radiation-catalytic conversion of n-hexane on the surface of nano-ZrO2 // Journal of Radiation Research. 2018. V. 5. N 2. P. 119–125.
  3. Imanova G.T. Kinetics of radiation-heterogeneous and catalytic processes of water in the presence of zirconia nanoparticles // Advanced Physical Research. 2020. V. 2.N 2. P. 94–101.
  4. Imanova G.T. Gamma rays mediated hydrogen generation by water decomposition on nano-ZrO2 surface // Modern Approaches on Material Science. 2021. V. 4. N 3. P. 508–514. https://doi.org/10.32474/MAMS.2021.04.000186
  5. Jabbarova L.Y., Mustafayev I.I., Akbarov R.Y., Mirzayeva A.S. Study of post-radiation processes in model hexane/hexene binary systems // Journal of Radiation Research. 2022. V. 9. N 1. P. 58–63.
  6. Musayeva Sh.Z. Impact of n-ZrO2 on the radiolysis of hexane // Journal of Radiation Researches. 2021. V. 8. N 1. P. 42–47.
  7. Garibov A.A. Size effects in radiation-catalytic processes of water decomposition and perspectives of use of nanocatalysts in this field // Journal of Radiation Researches. 2014. V. 1. N 1. P. 5–13.
  8. Agayev T.N., Musayeva Sh.Z., Mahmudov H.M. Kinetics of accumulation of hydrocarbons and oxidation products during radiolysis of a mixture of water-hexan // Journal of Radiation Researches. 2018. V. 5. N 2. P. 198–203.
  9. Gulieva U.A., Gurbanov M.A., Mahmudov H.M. Study of radiation degradation of phenol in aqueous solution by uv spectroscopy // Journal of Radiation Researches. 2014. V. 1. N 1. P. 76–79.
  10. Garibov A.A., Agayev T.N., Imanova G.T. Nanostructured materials based on nano-ZrO2 in the nuclear-power engineering // Journal of Radiation Researches. 2014. V. 1. N 1. P. 50–56.
  11. Garibov A.A., Agayev T.N., Mansimov Z.A., Eyyubov K.T. Influence of temperature and density of water vapor on the yield of molecular hydrogen in the presence of radium-silicate // Journal of Radiation Researches. 2014. V. 1. N 1. P. 57–60.
  12. Jafarov Y.D., Bashirova S.M., Aliyev S.M. The impact of mass and size effects on the water radiolysis process in Si+H2O system // Journal of Radiation Researches. 2015. V. 2. N 2. P. 21–26.
  13. Agayev T.N., Huseynov V.I., Eyubov K.T. Research of high-temperature oxidation of zirconium by the thermo gravimetric method // Journal of Radiation Researches. 2017. V. 4. N 1. P. 37–42.
  14. Mahmudov H., Suleymanov T., Sabzaliyeva Z., Imanova G., Akhundzada H.V., Azizova K., Hasanova S., Hasanov S. Kinetic interaction of hexan conversion and oxidation on the surface of an Al2O3 nanocatalyzer at room temperature under the effect of gamma radiation // Journal of Chemistry. 2021. P. 9493765. https://doi.org/10.1155/2021/9493765
  15. Imanova G.T., Agayev T.N., Jabarov S.H. Investigation of structural and optical properties of zirconia dioxide nanoparticles by radiation and thermal methods // Modern Physics Letters B. 2021. V. 35. N 2. P. 2150050. https://doi.org/10.1142/s0217984921500500
  16. Ali I., Imanova G.T., Garibov A.A., Agayev T.N., Jabarov S.H., Almalki A.SA., Alsubaie A. Gamma rays mediated water splitting on nano-ZrO2 surface: Kinetics of molecular hydrogen formation // Radiation Physics and Chemistry. 2021. V. 183. P. 109431. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2021.109431
  17. Agayev T.N., Musayeva Sh.Z., Imanova G.T. Kinetics of formation of molecular hydrogen during the radiolysis of hexane and a mixture of C6H14–H2O on a surface of ZrO2 Nanoparticles // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2021 V. 95. N 2. P. 270–272. https://doi.org/10.1134/s0036024421020023
  18. Imanova G.T., Agaev T.N., Garibov A.A., Melikova S.Z., Jabarov S.H., Akhundzada H.V. Radiation-thermocatalytic and thermocatalytic properties of n-ZrO2-n-SiO2 systems in the process of obtaining hydrogen from water at different temperatures // Journal of Molecular Structure. 2021. V. 1241. P. 130651. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2021.130651
  19. Ali I., Imanova G.T., Mbianda X.Y., Alharbi O.M.L. Role of the radiations in water splitting for hydrogen generation // Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2022. V. 51. P. 101926. https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.101926
  20. Ali I., Imanova G.T., Albishri H.M., Alshitari W.H., Locatelli M., Siddiqui M.N., Hameed A.M. An ionic-liquid-imprinted nanocomposite adsorbent: Simulation, kinetics and thermodynamic studies of triclosan endocrine disturbing water contaminant removal // Molecules. 2022. V. 27. N 17. P. 5358. https://doi.org/10.3390/molecules27175358
  21. Tursunmetova Z.A., Imanova G., Bekpulatov I. Method for low-temperature vacuum-thermal cleaning of surface single crystals Si and GaAs // Journal of Polytechnic. 2022. V. 25. N 2. P. 921–927. https://doi.org/10.2339/politeknik.1119884
  22. Ali I., Imanova G., Agayev T., Aliyev A., Alharbi O.M.L., Alsubaie A., Almalki A.S.A. A comparison of hydrogen production by water splitting on the surface of α-, δ- and γ-Al2O3 // ChemistrySelect. 2022. V. 7. N 34. P. e202202618. https://doi.org/10.1002/slct.202202618
  23. Ali I., Imanova G., Agayev T., Aliyev A., Jabarov S., Albishri H.M., Alshitari W.H., Hameed A.M., Alharbi A. Seawater splitting for hydrogen generation using zirconium and its niobium alloy under gamma radiation // Molecules. 2022. V. 27. N 19. P. 6325. https://doi.org/10.3390/molecules27196325
  24. Imran A., Imanova G.Sorbtion: A universal technology for water purfication // Advanced Physical Research. 2022. V. 4. N 1.P. 5–9.
  25. Agayev T., Imanova G., Aliyev A. Influence of gamma radiation on current density and volt–ampere characteristics of metallic zirconium // International Journal of Modern Physics B. 2022. V. 36. N 19. P. 2250115. https://doi.org/10.1142/s0217979222501156
  26. Ali I., Mahmudov H., Imanova G., Suleymanov T., Hameed A.M., Alharbi A. Hydrogen production on nano Al2O3 surface by water splitting using gamma radiation // Journal of Chemical Technology & Biotechnology. 2023. V. 98. N 2. P. 1186–1191. https://doi.org/10.1002/jctb.7322
  27. Barkaoui S., Haddaoui M., Dhaouadi H., Raouafi N., Touati F. Hydrothermal synthesis of urchin-like Co3O4 nanostructures and their electrochemical sensing performance of H2O2 // Journal of Solid State Chemistry. 2015. V. 228. P. 226–231. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2015.04.043
  28. Barkaoui S., Dhaouadi H., Kouass S., Touati F. Structural and optical proprieties of doped cobalt oxide: CuxCo3-xO4 (x=0.0; 0.1; 0.2; 0.4; and 0.6) // Optik. 2015. V. 126. N 9-10. P. 1047–1051. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2015.02.056
  29. Imanova G., Asgerov E., Jabarov S., Mansimov Z., Kaya M., Doroshkevich A. Hydrogen generation during thermal processes of water decomposition on the surface of nano-ZrO2+3mol.%Y2O3 // Trends in Sciences. 2023. V. 20. N 4. P. 4684. https://doi.org/10.48048/tis.2023.4684
  30. Ali I., Agayev T., Imanova G., Mahmudov H., Musayeva Sh., Alharbi O.M.L., Siddiqui M.N. Effective hydrogen generation using water-n-hexane-ZrO2 system: Effect of temperature and radiation irradiation time // Materials Letters. 2023. V. 340. P. 134188. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2023.134188
  31. Bekpulatov I.R., Imanova G.T., Kamilov T.S., Igamov B.D., Turapov I.Kh. Formation of n-type CoSi monosilicide film which can be used in instrumentation // International Journal of Modern Physics B. 2023. V. 37. N 17. P. 22350164. https://doi.org/10.1142/s0217979223501643
  32. Umirzakov B.E., Imanova G.T., Bekpulatov I.R., Turapov I.Kh. Obtaining of thin films of manganese silicides on a Si surface by the method of solid-phase deposition and investigation of their electronic structure // Modern Physics Letters B. 2023. V. 37. N 24. P. 2350078. https://doi.org/10.1142/S0217984923500781
  33. Mansimov Z., Imanova G., Garibov A., Agayev T. Investigation of radiation-heterogeneous and catalytic processes in the surface of (RaO)x(SiO2)y +H2O system // Journal of the Turkish Chemical Society Section A: Chemistry. 2023. V. 10. N 2. P. 487–492. https://doi.org/10.18596/jotcsa.1118855
  34. Barkaoui S., Chakhari S., Kouass S., Dhaouadi H., Imanova G., Touati F. Influence of Ag-doping-cobalt oxide on the structure, optical properties, morphology and preferential oxidation activity of CO // Advanced Physical Research. 2022. V. 4. N 1. P. 22–32.
  35. Canpolat G., Ziyadanoğullari R.Recovery of copper from complex copper oxide ore by flotation and leaching methods //Advanced Physical Research. 2023. V. 5. N 2. P. 103–116.
  36. Teng F., Chen M., Li G., Teng Y., Xu T., Hang Y., Yao W., Santhanagopalan S., Meng D.D., Zhu Y. High combustion activity of CH4 and catalluminescence properties of CO oxidation over porous Co3O4 nanorods // Applied Catalysis B: Environmental. 2011. V. 110. P. 133–140. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2011.08.035
  37. Che H., Liu A., Fu Q., Jiang R.Facile synthesis of porous cobalt oxide microdiscs and their catalytic property in CO oxidation // Materials Letters. 2013. V. 93. P. 240–243. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2012.11.108
  38. Barkaoui S., Imanova G. Hydrothermal synthesis of Co3O4 urchin-like and their catalytic properties in CO oxidation // Juniper Online Journal Material Science. 2022. V. 7. N 1. P. 555704. https://doi.org/10.19080/jojms.2022.07.555704
  39. Popov E.P., Aliyev O.A., Demir E., Neov D., Doroshkevich A.S., Mirzayev M.N., Horodek P., Thabethe T.T., Imanova G.T., Akhundzada H.V., Sidorin A.A., Mamedov F. Kinetics of thermo heterogeneous process under non-isothermal terms on the titanium carbide: a study on the different irradiation conditions // Advanced Physical Research. 2022. V. 4. N 2. P. 81–86.
  40. Aliyev Y.I., Dashdemirov A.O., Novruzov R.F. Structural phase transitions in the compound Ag1.55Cu0.45S at high temperatures // Advanced Physical Research. 2021. V. 3. N 3. P. 147–152.
  41. Aliyeva N.A., Aliyev Y.I., Abiyev A.S. Study of thermal properties of Cu4Se1.5Te0.5 and Cu4Te1.5Se0.5 compounds by differential thermal analysis // Advanced Physical Research. 2022. V. 4. N 2. P. 94–99.
  42. Normuradov M.T., Bekpulatov I.R., Imanova G.T., Igamov B.D. Structures for constructing devices from formed Mn4Si7 and CoSi films // Advanced Physical Research. 2022. V. 4. N 3. P. 142–154.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2024 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика