Свойства функциональных оксидных наночастиц, полученных лазерными методами. Этап 3 (заключительный)

Проведенные исследования в Проекте направлены на решение актуальной проблемы по разработке эффективных функциональных оксидных наноматериалов с допантами в виде переходных металлов для различных каталитических и люминесцентных приложений. Основная цель заключалась в получении наночастиц с различными свойствами и установлении влиянии этих свойств на особенности их применения с целью достижения наилучших функциональных характеристик. При помощи лазерного синтеза были получены и систематически исследованы простые Al2O3, ZrO2, CeO2, Y2O3, Gd2O3 и многокомпонентные Cr/Al2O3, Eu/Al2O3, Tb/Al2O3, Eu/ZrO2, Eu/Y2O3, Eu/Gd2O3, Eu/CeO2 соединения. Средний диаметр частиц варьировали в диапазоне от 3 до 25 нм, что позволило выявить размерные эффекты. Для достижения цели проведены комплексные исследования состава, структуры, морфологии, термических и оптических свойств полученных образцов с использованием современных методов. Представленные результаты показывают, что синтезированные наночастицы простых и многокомпонентных оксидов перспективны во многих химических реакциях, особенно в качестве носителей катализаторов и сорбентов. Так, впервые показано, что система CrOx/Al2O3, полученная лазерным испарением, обладает отличными характеристиками в реакциях дегидрирования изобутана. При наличии постоянного спроса на эффективные катализаторы дегидрирования алканов с уменьшенным содержанием хрома, в частности, доли канцерогенных и токсичных ионов Cr6+, достигнутые результаты позволяют предложить новый подход к целенаправленному синтезу высокоактивных катализаторов дегидрирования. Помимо каталитических задач активно изучены люминесцентные свойства полученных материалов для применения в люминесцентных технологиях. Показана возможность использования нанопорошков Eu/Al2O3, Eu/ZrO2, Eu/Y2O3, Eu/Gd2O3, Eu/CeO2 в качестве эффективных красных люминофоров с высокими люминесцентными характеристиками. В результате проведенных исследований удалось получить Eu-содержащие люминесцентные наночастицы на основе моноклинной фазы Y2O3 c рекордным квантовым выходом более 60%. Показано, что полученные наночастицы могут быть применены для создания полимерных композитов.