Фотолюмінесцентні та каталітичні властивості гамма-активованих наночастинок ZnO
Анотація
На прикладi модельної реакції дослiджена конверсiя метанолу на активованих наночастинках ZnО при кiмнатнiй температурi. Наночастинки ZnO активовано гальмівним γ-виромінюванням на сильнострумовому електронному прискорювачі ННЦ ХФТІ при енергії електронів 22 МeВ і струмі 500 мкА. Методами гама-спектрометрії, рентгенівської дифрактометрії і ІЧ-спектроскопії досліджено елементний склад, кристалічність і характер міжмолекулярної взаємодії в зразках активованих і початкових наночастинок ZnO. Показано, що в структурі γ-активованого ZnO не сталося істотних змін: активовані наночастинки ZnО зберігають монофазність і кристалічність вихідного стану. Ефекти фотолюмінесценції ZnO пояснюються на діаграмі енергетичних зон оксиду. Висловлено припущення, що збiльшення iнтенсивностi світіння, яке спостерігається у випадку γ-активованих наночастинок ZnО, досягається в результатi взаємного посилення дiї високоактивних кисневих поверхневих центрiв i Оже електронiв вiд 65Zn. Різке підвищення каталітичної активності ZnО після γ-активації віднесено до синергізму чинників іонізуючого випромінювання – великих іонізаційних втрат Оже-електронів біля поверхні наночастинок ZnО від 65Zn і впливу високореакційних утворень гетерогенного каталізу.
Завантаження
Посилання
Ozgur U. Alivov Ya.I., Liu C. et. al. A comprehensive review of ZnO materials and devices // – 2005. – Vol. 98. – P. 041301- 103.
Wang Z.L. Zinc oxide nanostructures: growth, properties and applications // J. Phys.: Condens. Matter. - 2004.- Vol.16.- P. R829-R858.
Song J., Zhou J. and Wang Z. L. Piezoelectric and Semiconducting Coupled Power Generating Process of a Single ZnO Belt/Wire // Nano Lett. – 2006. – Vol. 6. – P. 1656.
Huang M.H. Mao S., Feiick H. et. al. Room-temperature ultraviolet nanowire nanolasers // Science. – 2001. - Vol. 292. – P.1897-1905.
Yang T.L. Zhang D.H., Ma J. et. al. Transparent conducting ZnO:Al films deposited on organic substrates deposited by r.f. magnetron sputtering // Thin Solid Films– 1998. - Vol. 326. – P. 60-62.
Padmavathy N., Vijayaraghavan R. Enhanced bioactivity of ZnO nanoparticles—an antimicrobial study // Sci. Technol. Adv. Mater. – 2008. – Vol. 9. – P. 1-7.
Hanley C., Thurber A., Hanna C. et. al. The Influences of Cell Type and ZnO Nanoparticle Size on Immune Cell Cytotoxity and Citokine // Nanoscale Res. Lett. – 2009. – Vol. 4. – P. 1409-1421.
Wagner, P and Helbig R. Halleffekt und anisotropie der beweglichkeit der elektronen in ZnO // J. Phys. Chem. Sol. – 1974. – Vol. 35. – P. 327- 334.
Hsien C. Spherical Zinc Oxide Nano Particles from Zinc Acetate in the Precipitation Method // J. Chinese Chem. Soc.- 2007.-Vol.54.- P. 31-34.
Shokuhfar T., Vaezi M.R., Sadrnezhad S.K. Synthesis of zinc oxide nanopowder and nanolayer via chemical processing // Int. J. Nanomanufacturing.- 2008.- Vol. 2 (1/2). - P. 1-13.
Saad L., Riad M. Characterization of various zinc oxide catalysts and their activity in the dehydration-dehydrogenation of isobutanol // J.Serbian Chem. Soc. - 2008. -Vol. 73 (6). - P. 997-1009.
Jing L, Xu Z., Shang J. et. al. The preparationand characterization of ZnO ultrafine particles // Mater. Sci. Eng. A.- 2002.-Vol. 332.- P. 356-361.
Kuzmina I.P., Nikitenko V.A Oxide zinc. Production and optical properties. – Moscow: Nauka. - 1984, 203p.
Lu J.G. Chang P., Fan Zh. Quasi-one-dimensional metal oxide materials – Synthesis, properties and applications // Mater. Sci. Eng. - 2006. - Vol. R 52. - P. 49–91.
Liqiang J. Fulong Y., Haige H. et al. Relationships of surface oxygen vacancies with photoluminescence and photocatalytic performance of ZnO nanoparticles // Science in China Ser. B Chemistry. - 2005. - Vol. 48. - P. 25-30.
Li D., Haneda H. Morphologies of zinc oxide particles and their effects on photocatalysis // Chemospera. - 2003. - Vol.51.-P. 129-137.
Hoffmann M.R., Martin S.T., Choi W. et al. Environmental applications of semiconductor photocatalysis // Chem. Rev. -1995.-Vol. 95. - P. 69-96.
Khrenov V., Klapper M., Koch M. et. al. Surface functionalised ZnO particles designed for the use in transparent nanocomposites // Macromol. Chem. Phys. - 2005. - Vol. 206. - P. 95-101.
Hajime D. Morphologies of zinc oxide particles and their effects on photocatalysis // Chemosphere. – 2003. – Vol. 51. – P.129.
Refaat A. Biodiesel production using solid metal oxide catalysts // Int. J. Environ. Sci. Tech. - 2011. - Vol. 8. - P. 203-221.
Xie W.L., Yang Z.Q and Chun H. Catalytic properties of lithium-doped ZnO catalysts used for biodiesel preparations // Industrialand Eng. Chem. Res. – 2007. - Vol. 46. - P. 7942-7949.
Li Y., Armor J. Catalytic combustion of metane over palladium exchanges zeolites // Appl. Catal. A. – 1994. – Vol. 87. – P. 129-144.
Fedorov A.V., Ruchlenko I.D., Baranovand A.V. et. al. Optical properties of the semiconductor quantum points. - St. Petersburg: Nauka. - 2011, 188p.
Weller H. Quantized semiconductor particles. Anovel state of matter for materials science // Advan.Mater.- 1993.- Vol. 5(2).- P. 88-95.
Yu H. A General Low-Temperature Routefor Large-Scale Fabrication of Highly Oriented ZnO Nanorod/Nanotube arrays // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - Vol. 127. - P. 2378-2379.
Sapnar K. Bhoraskar V., Dhole S.et. al. Effects of 6 MeV electron irradiationon ZnO nanoparticles synthesized by microwave method Proceedings of Particle Accelerator Conference, New York, USA, NY. - 2011. - P.1-13.
Sudhakar C., Rao V., Kuriacose J. Influence of Irradiation on the Catalitic Properties of zinc oxide // Radiat. Phys. Chem.- 1982. - Vol. 19 (2). - P. 101-105.
Zalesski V. B., Leonova T.R., Goncharova O.V. et. al. Investigation of Electrical and Optical Characteristics of Zinc Oxide Thin Films Formed by Reactive Magnetron Sputtering // Phys.Chem. Solid State. - 2005. - Vol. 6(1).- P. 44-49.
Forster H. UV/VIS Spectroscopy // Mol. Sieves. – 2004. – Vol.4. – Р. 337-426.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
