Влияние соотношения SiO2/GeO2 на характеристики пористых материалов на основе боросиликатных стекол

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом низкотемпературной адсорбции/десорбции азота определены характеристики пористых материалов, полученных из стекол системы Na2O–B2O3–SiO2–GeO2. Показано, что при замещении кремния на германий наблюдается увеличение объема пор в изученных стеклах вплоть до состава с соотношением SiO2/GeO2, равным 0.5. Пористое стекло этого состава характеризуется наибольшими удельной поверхностью, объемами микро- и мезопор. Кроме того, мы предположили, что изменение пористых характеристик стекла в случае полного замещения кремния на германий связано со структурными особенностями борогерманатной сетки, обусловленными разрывом связей B–O–B с образованием немостиковых атомов кислорода.

Об авторах

О. Н. Королева

Институт минералогии Южно-Уральского федерального научного центра минералогии и геоэкологии УрО Российской академии наук; Южно-Уральский государственный университет

Email: n.korobatova@yandex.ru
Россия, 456317, Челябинская обл., Миасс, территория Ильменский заповедник; Россия, 454080, Челябинск, пр. Ленина, 76

Н. М. Коробатова

Институт минералогии Южно-Уральского федерального научного центра минералогии и геоэкологии УрО Российской академии наук

Email: n.korobatova@yandex.ru
Россия, 456317, Челябинская обл., Миасс, территория Ильменский заповедник

Р. С. Морозов

Научно-образовательный центр “Нанотехнологии” Южно-Уральского государственного университета

Автор, ответственный за переписку.
Email: n.korobatova@yandex.ru
Россия, 454080, Челябинск, пр. Ленина, 76

Список литературы

  1. Zhu B., Zhang Z., Zhang W., Wu Y., Zhang J., Imran Z., Zhang D. Synthesis and Applications of Porous Glass // J. Shanghai Jiaotong Univ. (Sci.). 2019. V. 24. № 6. P. 681–698. https://doi.org/10.1007/s12204-019-2131-1
  2. Kumar A., Sudipta Murugavel S. Influence of Textural Characteristics on Biomineralization Behavior of Mesoporous SiO2–P2O5–CaO Bioactive Glass and Glass-ceramics // Mater. Chem. Phys. 2020. V. 242. P. 122511. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.122511
  3. Firuzeh M., Labbaf S., Sabouri Z. A Facile Synthesis of Mono-dispersed, Spherical and Mesoporous Bioactive Glass Nanoparticles for Biomedical Applications // J. Non-Cryst. Solids. 2021. V. 554. P. 120598. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.120598
  4. Burunkova J.A., Alkhalil G., Veniaminov A.V., Csarnovics I., Molnar S., Kokenyesi S. Arsenic Trisulfide-Doped Silica-Based Porous Glass // Opt. Laser Tech. 2022. V. 147. P. 107658. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2021.107658
  5. Ibrahim M.H., Mustaffar M.I., Ismail S.A., Ismail A.N. A Review of Porous Glass-Ceramic Production Process, Properties and Applications // J. Phys. Conf. Ser. 2022. V. 2169. № 1. P. 012042. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2169/1/012042
  6. Милинский А.Ю., Барышников С.В., Чернечкин И.А. Диэлектрические и тепловые свойства нанокомпозита нитрат цезия – пористое стекло // Изв. вузов. Физика. 2022. Т. 65. № 9. С. 15–19.
  7. Фиронов Я.С., Мельников И.В., Надеждин Е.Р., Токарев В.Н. Лазерное сверление пористой алюмосиликатной керамики // Стекло и керамика. 2021. № 1. С. 28–35.
  8. Macedo P.B., Litovitz T.A. Method of Producing Optical Wave Guide Fibers^ Патент USA № 3,938,974. 462,481. Заяв. от 22.04.1974, 1976.
  9. Morimoto S. Porous Glass: Preparation and Properties // Key Eng. Mater. 1995. V. 115. P. 147–158. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.115.147
  10. Антропова Т.В., Калинина С.В., Костырева Т.Г., Дроздова И.А., Анфимова И.Н. Особенности процесса получения и структура пористых мембран на основе двухфазных фтор- и фосфорсодержащих натриевоборосиликатных стекол // Физика и химия стекла. 2015. Т. 44. № 1. С. 25–41.
  11. Евстрапов А.А., Есикова Н.А., Антропова Т.В. Исследование пористых стекол методами оптической спектроскопии // Опт. журн. 2008. Т. 74. № 4. С. 71–77.
  12. Крейсберг В.А., Антропова Т.В., Калинина С.В. Формирование микро- и мезопористой подструктур в процессе выщелачивания двухфазного щелочно-боросиликатного стекла // Физика и химия стекла. 2014. Т. 40. № 3. С. 508–513.
  13. Ertuş E.B., Vakifahmetoglu C., Öztürk A. Production and Properties of Phase Separated Porous Glass // Ceram. Int. 2020. V. 46. № 4. P. 4947–4951. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.10.232
  14. Janowski F., Enke D. Porous Glasses // Handbook of Porous Solids. 2002. P. 1432–1542.
  15. Гавронская Ю.Ю., Пак В.Н. Наноструктурированные материалы на основе пористого стекла // Фундаментальные исследования. 2015. Т. 2. № 2. С. 261–266.
  16. Rysiakiewicz-Pasek E. et al. An Insight into Inorganic Glasses and Functional Porous Glass-based Nanocomposites // Mater. Chem. Phys. 2020. V. 243. P. 122585. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.122585
  17. Мазурин О.В., Роскова Г.П., Аверьянов В.И., Антропова Т.В. Двухфазные стекла: структура, свойства, применение. Л.: Наука, 1991. 275 с.
  18. Роусон Г. Неорганические стеклообразующие системы. М.: Мир, 1970. 312 с.
  19. Власов А.Г., Флоринская В.А. Инфракрасные спектры неорганических стекол и кристаллов. М.: Химия, 1972. 304 с.
  20. Koroleva O.N., Ivanova T.N. Raman Spectroscopy of the Structures of Li2O-SiO2 and Li2O-GeO2 Melts // Russ. Metall. (Metally). 2014. V. 2014. № 2. P. 140–146. https://doi.org/10.1134/S0036029514020098
  21. Korobatova N.M., Koroleva O.N. Structural Variations of Germanosilicate Glasses with Change in Modifier Cation Type or Ge/Si Ratio // Spectrochim. Acta, Part A. 2020. V. 237. P. 118361. https://doi.org/10.1016/j.saa.2020.118361
  22. Дембовский С.А., Чечеткина Е.А. Стеклообразование. М.: Наука, 1990. 279 с.
  23. Yiannopoulos Y., Varsamis C., Kamitsos E. Medium Range Order in Glass and the 'Germanate Anomaly’ Effect // Chem. Phys. Lett. 2002. V. 359. P. 246. https://doi.org/10.1016/S0009-2614(02)00668-1
  24. Tsu R. Structural Characterization of Amorphous Silicion and Germanium // Sol. Cells. 1987. V. 21. P. 19–24.
  25. Chambouleyron I., Comedi D., Sujan G.K. Amorphous Silicon and Germanium // Reference Module in Materials Science and Materials Engineering. N.Y.: Elsevier, 2016. P. 24.
  26. Thommes M. et al. Physisorption of Gases, with Special Reference to the Evaluation of Surface Area and Pore Size Distribution // Pure Appl. Chem. 2015. V. 87. P. 1051–1069.
  27. ASAP 2020 Accelerated Surface Area and Porosimetry System Operator’s Manual (V4.01. 202-42801-01). 2011. 552 p.
  28. Korobatova N.M., Koroleva O.N. Effect of the SiO2/GeO2 Ratio in the Na2O–B2O3–SiO2–GeO2 System on the Characteristics of Porous Glasses // Materialia. 2023. V. 27 P. 101669. https://doi.org/10.1016/j.mtla.2022.101669

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (1012KB)
Метаданные
3.

Скачать (212KB)
Метаданные
4.

Скачать (98KB)
Метаданные
5.

Скачать (99KB)
Метаданные

© О.Н. Королева, Н.М. Коробатова, Р.С. Морозов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».