Новости химической науки > Висмут катализирует рост оловосульфидных нанотрубок

С момента открытия углеродных нанотрубок в начале 1990-х эти нанообъекты находятся в фокусе пристального внимания исследователей. Помимо углерода нанотрубки можно получить и на основе других материалов. Нанотрубки могут применяться во многих областях, включая создание микроэлектронных схем, сенсоров, световодов и светоизлучающих устройств для мониторов.

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2009, doi: 10.1002/anie.200900546

Группа исследователей под руководством Вольфганга Тремеля (Wolfgang Tremel) из Университета Майнца разработала новый процесс для производства оловосульфидных нанотрубок. Как сообщают исследователи, они заставили трубку расти из капли расплавленного металла.

Сульфиды металлов с ламинарной структурой, способные образовывать неорганические нанотрубки не представляют собой новое в техническом отношении решение. Такие объекты уже используются в медицине для создания ультрапрочных и при этом эластичных волокон, для хранения водорода, создания аккумуляторов, а также в катализе. Главная проблема получения сульфидных нанотрубок заключается в том, что для превращения плоских «листочков» в трубку требуются высокие температуры, получающиеся нанотрубки также необходимо быстро улавливать, чтобы предотвратить процесс их агломерации. Для сульфида олова такие подходы оказываются практически невозможными, так как SnS₂ разлагается при низких температурах.

Исследователи из Майнца решили применить для получения оловосульфидных нанотрубок другой процесс: первоначально они использовали методику пары-жидкость-твердое [vapor–liquid–solid (VLS)], метод, обычно применяющийся для получения полупроводниковых нанопроводов. Для этого порошкообразный висмут смешивали с нанохлопьями сульфида олова и нагревали в трубчатой печи в потоке аргона. Продукт реакции осаждали на более холодном конце трубки.

В печи образовывались нанокапли висмута, эти капли играли роль зон локального контакта с оловом. Таким образом, участники реакции концентрировались внутри капли металла, которая затем служила центром кристаллизации для роста нанотрубки, которая росла из металлической сферы как волос из волосяной луковицы. Катализ с помощью металлической капли позволял «растить» нанотрубки и при низких температурах.

Новый метод позволил исследователям получить нанотрубки из нескольких слоев SnS₂ с диаметром от 30 до 40 нм и длиной от 100 до 500 нм.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., 2009, doi: 10.1002/anie.200900546

метки статьи: #нанотехнологии, #неорганическая химия, #новые материалы, #химическая технология, #химия поверхности