Overview of sorption analysis capabilities for meso- and microporous zeolites nanomaterials

In this paper we consider the main application features of the thermal desorption method of inert gases, implemented on the Sorbi MS (Meta, Russia) device, for the analysis of meso- and microporous materials. Recommendations on the choice of measurement modes for stable operation of the Sorbi MS device are offered (including recommendations on mass, sample preparation mode). The article presents the results of the micropores analysis by the t-plot and Sing method

Creating a virtual device for processing the results of sorption measurements in the study of zinc oxide nanorods

The work is devoted to the creation of a virtual device (computer program) for processing the results of sorption analysis of nanomaterials, including for estimating the size of nanoparticles based on the specific surface area. The obtained evaluation results were compared with the scanning electron microscopy data. Photocatalytically active zinc oxide samples were chosen as the object of the study

The Research on Phase Composition and Porous Structure of the Indium Sulphide (III) Nanomaterials Obtained Via Chemical Bath Deposition

The authors are grateful to Professor V. A. Moshnikov and Professor V. F. Markov for their help and support in carrying out this research, and V. S. Levitsky for the assistance in the study of samples by Raman spectroscopy method

Chemical Bath Deposition of In2S3 Thin Films as a Promising Material and Buffer Layer for Solar Cells

Authors thank scientific chief V. F. Markov, M. V. Kuznetsov for the X-ray phase analysis and A. A. Pankratov for the scanning electron microscopy (UB RAS)

Особенности применения сорбционного анализа для исследования различных наноматериалов электроники в зависимости от состава и технологических условий получения

Introduction. At present, sorption methods of analysis, including the thermal desorption of inert gases, are widely adopted to characterize the porous structure parameters of nanomaterials having a wide range of applications. Nitrogen thermal desorption belongs to the group of nondestructive techniques that provide a rapid analysis of the following parameters exhibited by nanomaterials: specific surface area, average particle size, mesopore size distribution, as well as the presence or absence of micropores in the system. In this work, mesoporous silicon and calcium hydroxyapatite powders are selected as the objects of research. Since modern interference optical filters are cumbersome and expensive to use, meso- and nanoporous silicon nanostructures are of interest in the implementation of filters for fiberoptic communication systems. Hydroxyapatite can potentially provide high corrosion resistance while posing no risk of toxicity to the environment. In addition, anticorrosion hydroxyapatite coatings are of decisive importance for the practical application of magnesium alloys used to reduce the weight of vehicles, aircraft, and electronics housings.Aim. To consider the application of the thermal desorption of inert gases, specifically nitrogen thermal desorption, in the study of the porous structure parameters of nanomaterials having various compositions on the example of mesoporous silicon and hydroxyapatite.Materials and methods. In this work, the thermal desorption of inert gases and capillary condensation were applied to study the porous structure parameters of hydroxyapatite and porous silicon powders. In particular, the nitrogen thermal desorption method was implemented using a Sorbi MS instrument equipped with a Sorbi Prep sample preparation station.Results. Recommendations are provided on choosing the mass of the adsorbent material required for the study, the sample preparation conditions, as well as the relative partial pressure range of the gas adsorbate. The selected sample types were found to lack a micropore system in the structure. Finally, the dependence of the specific surface area of hydroxyapatite powders and the parameters of its mesoporous structure on heat treatment conditions was analyzed.Conclusion. The study of nitrogen adsorption and capillary condensation allows the porous structure parameters of hydroxyapatite and porous silicon to be reproduced, which is of great importance for their use in medicine and radio electronics as anticorrosion coatings, as well as for the implementation of optical filters.Введение. В настоящее время сорбционные методы анализа, включая метод тепловой десорбции инертных газов, широко применяются для характеризации параметров пористой структуры наноматериалов широкого спектра функционального назначения. Тепловая десорбция азота относится к группе неразрушающих методик, обеспечивающих экспресс-анализ таких параметров наноматериалов, как удельная поверхность, средний размер частиц, распределение мезопор по размерам, наличие или отсутствие микропор в системе. В данной статье в качестве объектов исследования выбраны порошки мезопористого кремния и гидроксиапатита кальция. Наноструктуры на основе мезо- и нанопористого кремния представляют интерес при реализации фильтров для систем волоконнооптической связи, поскольку современные интерференционные оптические фильтры громоздки в использовании и дороги. Гидроксиапатит потенциально обеспечивает высокую коррозионную стойкость и не токсичен для окружающей среды. Антикоррозионные покрытия на его основе имеют решающее значение для практического применения магниевых сплавов, которые используются для уменьшения массы транспортных средств, самолетов, корпусов электроники.Цель работы. Рассмотрение особенностей применения метода тепловой десорбции инертных газов, в частности азота, для исследования параметров пористой структуры наноматериалов различного состава на примере мезопористого кремния и гидроксиапатита.Материалы и методы. Применение метода тепловой десорбции инертных газов и капиллярной конденсации для исследования параметров пористой структуры порошков гидроксиапатита и пористого кремния. Метод тепловой десорбции азота реализован с помощью прибора Сорби МС, оснащенного станцией пробоподготовки Сорби Преп.Результаты. Предложены рекомендации по выбору массы материала-адсорбента, требуемой для исследования, выбору условий пробоподготовки и диапазона изменения относительного парциального давления газаадсорбата. Установлено, что выбранные типы образцов характеризуются отсутствием системы микропор в структуре. Проанализирована зависимость удельной поверхности порошков гидроксиапатита и параметров его мезопористой структуры от условий термообработки.Заключение. Исследование процессов адсорбции и капиллярной конденсации азота позволяет воспроизводить параметры пористой структуры гидроксиапатита и пористого кремния, что является важным показателем для их применения в медицине и электронике в качестве антикоррозионных покрытий и для реализации оптических фильтров

Study of chemical bath deposited In2S3 thin films

Indum(III) sulfide (In2S3) thin films were grown by means of chemical bath deposition from acid solution. Calculation of ionic equilibrium with using of thermodynamic constants for systems defines boundary conditions of formation In2S3. Films were characterized by means of XRD, SEM, EDX and XPS methods. According to XRD, films have cubic structure of In2S3. XPS method shown that the surface of In2S3 thin film includes oxygen and carbon contained impurities. SEM confirmed nanosize nature of thin films. Optical band gap of indium(III) sulfide equal to 2.3 eV

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОРИСТЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ И ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ ЗОЛЬ–ГЕЛЬ–МЕТОДАМИ

The formation of porous structures in sol−gel systems based on silicon oxide and metal oxides, i.e. cobalt and tin, has been studied. We show that the investigation of metal oxide nanomaterials by the thermal desorption method allows developing the optimum process conditions for obtaining patterns having the highest specific surface area.Рассмотрены особенности формирования пористых структур в золь−гель−системах на основе диоксида кремния и оксидов металлов, таких как кобальт и олово. Показано, что исследование металлооксидных наноматериалов методом тепловой десорбции позволяет выработать технологические режимы получения образцов с наибольшей удельной поверхностью