Физико-химические основы модификации поверхности целлюлозных, углеродных и керамических материалов наноразмерными оксидами металлов

Получен комплекс новых данных относительно физико-химических и коллоидных свойств для бинарных дисперсных систем на основе наночастиц оксидов металлов и нанокристаллов целлюлозы или углеродных нановолокон. Предложены: полуэмпирическая физико-химическая модель, позволяющая прогнозировать процессы взаимодействия наноразмерных частиц оксидов металлов на границе псевдобесконечной поверхности целлюлозных, углеродных или керамических функциональных материалов; концепция формирования наноструктурированных слоев оксидов металлов за счет регулирования химической природы поверхности, морфологии и электроповерхностных характеристик как самих материалов, так и частиц оксидов металлов; подход к синтезу керамических и композиционных волокон на основе оксидов алюминия, титана и железа (III), основанный на сочетании золь-гель- и темплатного методов в условиях высоких температур; механизм, описывающий формирование волокнистых или трубчатых форм в зависимости от состава дисперсионной среды, природы прекурсора и химической модификации полимера; подход к получению керамических нановолокон оксидов алюминия и титана с поперечными размерами 60 - 80 нм, основанный на термической обработке гибридных углерод-металлоксидных систем. Выявлены физико-химические закономерности при получении мезопористых композиционных пленок и мембран на основе оксидов алюминия и железа (III) с толщиной 7 - 10 мкм, мономодальным размером пор и равномерным распределением наночастиц Fe₂O₃ в алюмооксидной матрице. Показана возможность регулирования текстурных характеристик, каталитических и оптических свойств мембран в зависимости от условий высокотемпературной обработки и варьирования состава материалов. Разработаны физико-химические основы формирования углеродных наноструктур на поверхности углеродного или керамического субстрата за счет осаждения из газовой фазы на никелевом катализаторе, образующегося в результате восстановления наноструктурированной никельоксидной поверхности.