СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ГИБРИДНЫХ НАНОТРУБОК ПЕРОВСКИТА SrTiO₃/TiO₂ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО АНОДИРОВАНИЯ

Слои нанотрубок TiO₂, сформированных в процессе анодирования, представляют собой область активных исследований в контексте инновационных систем конвертации и накопления энергии. Титановые нанотрубки (ТNТ) привлекают внимание благодаря своим уникальным свойствам, особенно высокому отношению поверхности к объему, что делает их желанным материалом для различных технологических приложений. Метод анодирования широко используется для производства ТNТ из-за его простоты и относительной дешевизны, метод позволяет точно контролировать толщину TiO₂ нанотрубок. Также анодирование может использоваться для создания декоративных и цветных покрытий на титановых нанотрубках. В данном исследовании была создана комбинированная структура, включающая анодные нанотрубки TiO₂ и частицы SrTiO₃, с использованием химических методов синтеза. Нанотрубки TiO₂ были получены путем анодирования в этиленгликоле, содержащем NH₄F и Н₂O, при применении напряжения 30 вольт. Массив анодных нанотрубок, подвергнутый термической обработке при 450^°C, был затем помещен в автоклав, заполненный разбавленным раствором SrTiO₃. Анализ сканирующей электронной микроскопии (SEM) показал, что TNT характеризуются четкими и открытыми концами трубок. Со средним внешним диаметром 1,01 мкм и внутренний диаметр 69 нм, а их длина составляет 133 нм.

1. Zhang Z. TiO2 nanotube arrays with a volume expansion factor greater than 2.0: Evidence against the field-assisted ejection theory / Z. Zhang, Q. Wang // Electrochem. Commun. – 2020. – V. 114. – P. 106717. DOI: https://doi.org/10.1016/j.elecom.2020.106717.

2. Galstyan V. Anodic TiO2 nanotubes: A promising material for energy conversion and storage / V. Galstyan, M.J. Macak, T. Djenizian // Appl. Mater. Today. – 2022. – V. 29. – P. 101613. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apmt.2022.101613.

3. Saddique Z. Bismuth-based nanomaterials-assisted photocatalytic water splitting for sustainable hydrogen production / Z. Saddique, M. Imran, A. Javaid // Int. J. Hydrog. Energy. – 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.05.047.

4. Разработка пористых структур на основе оксидных полупроводников / М.А. Бисенова и др. // Вестник Горение И Плазмохимия. – 2021. – T. 19, вып. 1. DOI: https://doi.org/10.18321/cpc409.

5. The state-of-the-art review on rational design for cavitation assisted photocatalysis / S.J. Wang et al // Mater. Des. – 2023. – V. 234, – P. 112377. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.112377.

6. State-of-the-art review on photocatalysis for efficient wastewater treatment: Attractive approach in photocatalyst design and parameters affecting the photocatalytic degradation / D.E. Lee et al // Catal. Commun. – 2023. – v. 183. – P. 106764. DOI: https://doi.org/10.1016/j.catcom.2023.106764.

7. A Review on TiO2 Nanotubes: Influence of Anodization Parameters, Formation Mechanism, Properties, Corrosion Behavior, and Biomedical Applications / K. Indira et al // J. Bio- Tribo-Corros. – 2015/ – V. 1. – P. 28. DOI: https://doi.org/10.1007/s40735-015-0024-x.

8. Electrochemical detection of 2,4,6-trinitrotoluene reduction in aqueous solution by using highly ordered 1D TiO2 nanotube arrays / S. Moon et al // Mater. Today Commun. – 2020. – V. 25. – P. 101389. DOI: https://10.1016/j.mtcomm.2020.101389.

9. Application of a new nano-TiO2 composite antibacterial agent in nursing management of operating room: Based on real-time information push assistant system / A. Xiaoyan et al // Prev. Med. – 2023. – V.172. – P. 107541. DOI: https://10.1016/j.ypmed.2023.107541.

10. Yin H. The large diameter and fast growth of self-organized TiO2 nanotube arrays achieved via electrochemical anodization / H. Yin, H. Liu, W. Shen // Nanotechnology. – 2009. – V. 21, I. 3. – P. 035601. DOI: https://10.1088/0957-4484/21/3/035601.

11. Highly ordered combined structure of anodic TiO2 nanotubes and TiO2 nanoparticles prepared by a novel route for dye-sensitized solar cells / T. Ghani et al // J. Saudi Chem. Soc. – 2019. – V. 23, I. 8. – P. 1231-1240. DOI: https://10.1016/j.jscs.2019.08.003.

12. Получаемый из биоотходов многослойный графен/srtio3 как эффективная фотокаталитическая система / Ж. Куспанов и др. // Вестник Горение И Плазмохимия. – 2023. – V. 21, вып. 2. DOI: https://10.18321/cpc21(2)71-80.

13. Anodic growth of TiO2 nanotube arrays: Effects of substrate curvature and residual stress / W. Zhang, et al // Surf. Coat. Technol. – 2023. – V. 469. – P. 129783. DOI: https://10.1016/j.surfcoat.2023.129783.

14. TiO2 Nanotube Arrays of 1000 μm Length by Anodization of Titanium Foil: Phenol Red Diffusion / M. Paulose et al // J. Phys. Chem. C. – 2007. – V. 111., I. 41. – P. 14992-14997. DOI: https://10.1021/jp075258r.

15. Moulis F. Photocatalytic degradation of several VOCs (n-hexane, n-butyl acetate and toluene) on TiO2 layer in a closed-loop reactor / F. Moulis, J. Krýsa // Catalysis Today. – 2013. – V. 209. – P. 153-158. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cattod.2012.10.017.

16. Hou X. Controlling anodization time to monitor film thickness, phase composition and crystal orientation during anodic growth of TiO2 nanotubes / X. Hou, P.D. Lund, Y. Li // Electrochem. Commun. – 2022. – V. 134. – P. 107168. DOI: https://10.1016/j.elecom.2021.107168.

17. Ideally Hexagonally Ordered TiO2 Nanotube Arrays / H. Sopha, et al // Chemistry Open. – 2017. – V. 6, I. 4. – P. 480-483. DOI: https://10.1002/open.201700108.

18. Lee K. One-Dimensional Titanium Dioxide Nanomaterials: Nanotubes / K. Lee, A. Mazare, P. Schmuki // Chem. Rev. – 2014. – V. 114, I. 19. – P. 9385-9454. DOI: https://10.1021/cr500061m.

19. One-Step Decoration of TiO2 Nanotubes with Fe3O4 Nanoparticles: Synthesis and Photocatalytic and Magnetic Properties / D. Beketova, et al // ACS Appl. Nano Mater. – 2020. – V. 3, I. 2. – P. 1553-1563. DOI: https://10.1021/acsanm.9b02337.

20. Tak M. Synthesis of titanium nanotubes (TNT) and its influence on electrochemical micromachining of titanium / M. Tak, H. Tomar, R.G. Mote // Procedia CIRP. – 2020. – V. 95. – P. 803-808, DOI: https://10.1016/j.procir.2020.01.140.