Hydrothermal/microwave and hydrothermal/ultrasonic synthesis of nanocrystalline titania, zirconia, and hafnia
- 1. RAN, Inst. Obshchej i Neorganicheskoj Khimii im. N.S. Kurnakova, Moscow (Russian Federation)
- 2. Moskovskij Gosudarstvennyj Univ. im. M.V. Lomonosova, Moscow (Russian Federation)
Description
The physical-chemical properties of titania, zirconia, and hafnia nano powders (d = 10-15 nm) synthesized from amorphous titanyl hydroxide TiO2 · nH2O, zirconyl hydroxide ZrO(OH)2 · nH2O, and hafnyl hydroxide HfO(OH)2 · nH2O using hydrothermal (HT), hydrothermal/microwave (HT-MW), and hydrothermal/ultrasonic (HT-US) methods at 150, 180, and 250 deg C with treatment lasting 0.5-24 h are compared. Titania, zirconia, and hafnia crystallization from amorphous hydroxides is substantially enhanced, and the percentage of the thermally stable zirconia phase (m-ZrO2) in the HT-MW and HT-US processes increases compared to conventional HT synthesis. The observed similar effects have completely different causes. A common factor in both cases is likely the uniformity of heating of treated suspensions. Local overheating in the reaction mixture, which appears during both ultrasonic and microwave treatment, can also play a role in accelerating the hydrothermal processes
Abstract (Russian)
Проведено сравнение физико-химических свойств нанокристаллических порошков (d = 10-15 нм) диоксидов титана, циркония, гафния, синтезированных из аморфных гидроксидов титанила TiO2 · nН2О, цирконила ZrO(OH)2 · nН2О, гафнила HfO(OH)2 · nН2О гидротермальным, гидротермально-микроволновым и гидротермально-ультразвуковым методами при 150, 180 и 250 град С и продолжительности синтеза 0.5-24 ч. Отмечено существенное ускорение процессов кристаллизации диоксидов титана, циркония, гафния из аморфных гидроксидов, а также увеличение доли термодинамически стабильной моноклинной модификации диоксида циркония (m-ZrO2) по сравнению с обычным гидротермальным синтезом. Следует отметить, что наблюдаемые схожие эффекты обусловлены воздействиями, имеющими совершенно разную природу. Общим в обоих случаях, по-видимому, является равномерность нагревания обрабатываемых суспензий. Свою роль в увеличении скорости протекания гидротермальных процессов могут играть и локальные перегревы реакционной среды, которые возникают как при ультразвуковой, так и при микроволновой обработкеAdditional details
Additional titles
- Original title (Russian)
- Гидротермально-микроволновой и гидротермально-ультразвуковой синтез нанокристаллических диоксидов титана, циркония, гафния
Publishing Information
- Journal Title
- Zhurnal Neorganicheskoj Khimii
- Journal Volume
- 52
- Journal Issue
- 11
- Journal Page Range
- p. 1755-1764
- ISSN
- 0044-457X
- CODEN
- ZNOKAQ
INIS
- Country of Publication
- Russian Federation
- Country of Input or Organization
- Russian Federation
- INIS RN
- 39078838
- Subject category
- S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY;
- Descriptors DEI
- CHEMICAL PREPARATION; COMPARATIVE EVALUATIONS; CRYSTAL LATTICES; CRYSTALLIZATION; HAFNIUM OXIDES; KINETICS; MICROWAVE RADIATION; PARTICLE SIZE; PHASE STUDIES; POWDERS; SPECIFIC SURFACE AREA; STABILITY; TEMPERATURE RANGE 0400-1000 K; ULTRASONIC WAVES; X-RAY DIFFRACTION; ZIRCONIUM OXIDES
- Descriptors DEC
- CHALCOGENIDES; COHERENT SCATTERING; CRYSTAL STRUCTURE; DIFFRACTION; ELECTROMAGNETIC RADIATION; EVALUATION; HAFNIUM COMPOUNDS; OXIDES; OXYGEN COMPOUNDS; PHASE TRANSFORMATIONS; PHYSICAL PROPERTIES; RADIATIONS; REFRACTORY METAL COMPOUNDS; SCATTERING; SIZE; SOUND WAVES; SYNTHESIS; TEMPERATURE RANGE; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS; ZIRCONIUM COMPOUNDS
Optional Information
- Notes
- 21 refs., 6 figs., 4 tabs.