Введение
2. Литературный обзор 9
2.1. Современные представления о паиоматериалах... 9
2.2. Диоксиды титана, циркония, гафния: строение, химические свойства, области: применения 12
2.2.1. Кристаллическая структура различных модификаций ТІО2, ZrOi и HfOj 12
2.2.1.1. Полиморфизм диоксида титана. 12
2.2.1.2. Полиморфизм диоксида циркония. 16
2.2.L3. Полиморфизм диоксида гафния. 17
2.2.2. Химические свойства и области применения ТЮЪ ZrOi и И/Ог 18
2.2.2.1. Диоксид титана. 18
2.2.2.2. Диоксид циркония 22
2.2.2.3. Диоксид гафния:. 23
2.3. Методы получения налов „ 24
2.3.1. Применение методов "мягкой химии" для синтеза высокодисперсных оксидных порошков 26
2.3.1.1. Метод соосаждения,, 26.
2.2.1.1. Метод замены растворителя 27
2.3.1.1. Метод распылительной сушки. 27
2.3.1.2. Золь-гель метод 2S
2.3.1.3. Криохимический метод 29
2.3.1.4. Криозоль метод 30
2.3.2. Методы синтеза наноматериалов с использованием гидротермальных и сверхкритических растворов 31
2.3.2.1. Синтез неорганических наиокристаллических оксидных материалов с использованием сверхкритических растворов 31
2.3.2.2. Метод быстрого расширения сверхкритических флюидных растворов (RESS) 34
2.3.2.3. Метод быстрого термического разложения прекурсоров в растворе (RTDS) 35
2,3.2.4: Синтез аэрогелей методом сверхкритической сушки гелей 37
2.3.2.5. Гидротермальный метод:. 44
2.4. Гидротермальный синтез диоксидов подгрупп» титана (TiOj, ZrC>2 и If/OJ 49
2.4.1. Современные представления о формировании гидроксидов многозарядных ионов при гидролизе водных растворов солей 49
2.4.2. Гидротермальный синтез диоксида титана., 51
2.4.3. Гидротермальный синтез диоксида циркония 57
2.4.4. Гидротермальный синтез диоксида гафния:. 60
2.5. Постановка задачи 60
3. Экспериментальная часть 64
3.1. Приготовление исходных реагентов 64
3.2. Лабораторные установки для синтеза наиокристаллических оксидных материалов в гидротермальных и сверхкритических условиях 66
3.2.1. Лабораторная установка для гидротермального синтеза наиокристаллических оксидных порошков . 66
3.2.2. Камеры для гидротермального синтеза при высоких давлениях до 5 ГПа.. 68
3.2.3. Лабораторная установка для сверхкритической сушки гелей 70
3.3. Установка для изучения фотокаталитических свойств полученных порошков
3.4. Общее описание основных физико-химических методов исследования; синтезированных образцов 72
3.4.1. Рентгепофазовый и рентгенографический анализы 72
3.4.2. Просвечивающая (ПЭМ) и сканирующая (СЭМ) электронная микроскопия. 73
3.4.3. Термический анализ. 74
3.4.4. Спектроскопия препаратов 74
3.4.5. Исследование электронных свойств препаратов.. 75
3.4.6. Определение удельной поверхности и объема пор образцов 75
3.4.7. Элементный анализ 76
4. Основные результаты и их обсуждение 77
4.1. Гидротермальный синтез диоксида титана 77
4.1.1. Гидротермальная обработка аморфного геля 77
4.1.2. Высокотемпературный гидролиз сульфата титанила в водных растворах.. 80
4.1.3. Высокотемпературный гидролиз нитрата титанила в водных растворах S5
4.1.4. Высокотемпературный гидролиз комплексной титанилщавелевой кислоты ІІ2ІТЮ(С20^ J в водных растворах 87
4.1.5. Сравнение результатов по высокотемпературному гидролизу соединений титанила в водных растворах 93
4.1.6. Изучение реакционной способности нанокристаллических порошков ТЮ синтезированных гидротермальным методом 95
4.2. Гидротермальный синтез и исследование одномерных (ID) наноструктур на основе диоксида титана 99
4.2.1. Гидротермальная обработка коммерческого диоксида титана. 99
4.2.2. Получение ID наноструктур гидротермальной обработкой нанокристаллического диоксида титана 100
4.2.3. Получение ID наноструктур гидротермальной обработкой аморфного геля ТЮг-пН^О 104
4.3. Фотокаталитические свойства порошков ТЮ2, полученных гидротермальным методом 109
4.4. Получение аэрогелей диоксида титана сверхкритической сушкой геля в изопропанолс и изучение их фотокаталитической активности. 118
4.5. Влияние природы катиона на фазовый состав и физико-химические свойства высокодисперсных порошков диоксидов подгруппы титана, полученных гидротермальным методом 126
5. Выводы 131
6. Список литературы 133
Приложение 1 , 151
