|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Фотопроводимость и сенсорные свойства нанокомпозитов на основе гибридных полупроводниковых матриц, сенсибилизированных квантовыми точками и металлоорганическими соединениямиНИР
- Руководитель НИР: Анисимов А.В.
- Участники НИР: Гаськов А.М., Луковская Е.В., Мизерев А.А., Рахманов Э.В., Румянцева М.Н., Сотникова Ю.А., Тихомирова К.В., Федорова О.А., Хорошутин А.В.
- Подразделение: Химический факультет
- Срок исполнения: 1 сентября 2011 г. - 31 декабря 2011 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 11-03-12111-офи-м-2011
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Функциональные материалы, наноматериалы и технологии
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.17.15 Неорганическая химия
- 31.17.39 Экстракционная химия неорганических и комплексных соединений
- 31.21.27 Гетероциклические соединения
-
Ключевые слова:
органические лигандыб оптические характеристики материалов, zno, in2o3, wo3, vo2, квантовые точки cdse, нанокристаллические полупроводниковые оксиды sno2
-
Описание:
В рамках настоящего проекта планируется: разработать методики синтеза из коллоидных растворов нанокристаллических полупроводниковых оксидов SnO2, In2O3, ZnO, WO3, VO2 и их химической модификации каталитическими кластерами металлов платиновой группы, золота и оксидных катализаторов; разработать методики нанесения органических рецепторов на поверхность нанокристаллических полупроводниковых оксидов; разработать методики синтеза сенсибилизаторов видимого диапазона спектра - коллоидных квантовых точек CdSe с заданными размерами; разработать методики иммобилизации квантовых точек на поверхности химически модифицированных нанокристаллических полупроводниковых оксидов; изготовить макеты толстопленочных полупроводниковых газовых сенсоров с использованием полученных материалов. Настоящий проект позволит разработать методы получения уникальных композитов на основе нанокристаллических полупроводниковых оксидов, включающих в себя с одной стороны, каталитические кластеры, обеспечивающие селективную чувствительность к молекулам газов-окислителей (NO2) и восстановителей (NH3, H2S, CO, летучих органических соединений, в том числе спиртов, альдегидов, кетонов), и, с другой стороны, квантовые точки CdSe контролируемого размера и органические лиганды, обеспечивающие чувствительность материала к излучению видимого диапазона спектра, не имеющих аналогов в мире. Проведенные в ходе работы исследования позволят получить фундаментальные знания о влиянии светового облучения на механизм процессов на поверхности нанокристаллических полупроводниковых оксидов. Разрабатываемые материалы и технические решения должны обеспечить: - конкурентоспособность продукции отечественной промышленности; - возможность коммерциализации на территории Российской Федерации с перспективой использования в следующих коммерческих проектах; - создание селективных газовых сенсоров с низким энергопотреблением, обеспечивающих измерение электрического отклика при комнатной температуре в условиях светового облучения маломощным диодом; - создание миниатюрных и автономных газовых анализаторов, обеспечивающих определение основных загрязнителей воздуха на уровне ПДК жилой зоны.
-
Основные результаты:
рамках настоящего проекта на основе нанокристаллических полупроводниковых оксидов разработаны методы получения не имеющих аналогов в мире композитов: - осуществлен синтез из коллоидных растворов нанокристаллических полупроводниковых оксиды SnO2, In2O3, ZnO, WO3, VO2 и их химическая модификация каталитическими кластерами металлов платиновой группы, золота и оксидных катализаторов; - получены сенсибилизаторы видимого диапазона спектра - коллоидные квантовые точки CdSe с заданными размерами и найдены методики иммобилизации квантовых точек на поверхности химически модифицированных нанокристаллических полупроводниковых оксидов; - проведена модификация органическими комплексами меди (II), включающая два подхода – модификацию порошка диоксида олова и модификацию предварительно сформированной на чипе толстой пленки; - осуществлена иммобилизация флуорофорных соединений - краун-производных N-арилнафталимидов - с использованием химического взаимодействия карбосилсодержащих органических флуорофоров с SnO2 или с применением кремнийорганических линкеров. Показано, что модификация каталитическими кластерами обеспечивает селективную чувствительность к молекулам газов-окислителей (NO2) и восстановителей (NH3, H2S, CO, летучих органических соединений, в том числе спиртов, альдегидов, кетонов), а также квантовые точки CdSe контролируемого размера обеспечивают чувствительность материала к излучению видимого диапазона спектра. С использованием широкого круга современных физико-химических методов установлены структуры гибридных органо-неорганических наноструктурированных материалов. Впервые проведены систематические исследования влияния органических комплексов меди (II) на величину сенсорного отклика диоксида олова в газовой фазе. Показано, что введение данных модификаторов приводит к росту сенсорного отклика SnO2 по отношению к H2S и парам этанола в воздухе. Впервые показано, что формирование кремнийорганической полупроницаемой матричной структуры на поверхности SnO2 существенно меняет сенсорные характеристики диоксида олова. Получены рекордные значения сенсорного отклика на NO2 на уровне предельно допустимых концентраций (<100 ppb в воздухе). Показано, что иммобилизация краун-производных N-арилнафталимидов на поверхности монокристаллов SnO2 приводит к получению систем, чувствительных к катионам Mg2+ и Ca2+ в растворе. Методика позволяет иммобилизировать молекулы флуорофоров без потери хемосенсорных свойств. Разрабатываемые материалы и технические решения направлены на создание селективных газовых сенсоров с низким энергопотреблением, обеспечивающих измерение электрического отклика при комнатной температуре в условиях светового облучения маломощным диодом.
- Добавил в систему: Румянцева Марина Николаевна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 сентября 2011 г.-31 декабря 2011 г. | Фотопроводимость и сенсорные свойства нанокомпозитов на основе гибридных полупроводниковых матриц, сенсибилизированных квантовыми точками и металлоорганическими соединениями |
| Результаты этапа: В рамках настоящего проекта разработаны методы получения уникальных композитов на основе нанокристаллических полупроводниковых оксидов, включающих в себя с одной стороны, каталитические кластеры, обеспечивающие селективную чувствительность к молекулам газов-окислителей (NO2) и восстановителей (NH3, H2S, CO, летучих органических соединений, в том числе спиртов, альдегидов, кетонов), и, с другой стороны, квантовые точки CdSe контролируемого размера и органические лиганды, обеспечивающие чувствительность материала к излучению видимого диапазона спектра, не имеющих аналогов в мире. Так, был осуществлен синтез из коллоидных растворов нанокристаллических полупроводниковых оксиды SnO2, In2O3, ZnO, WO3, VO2 и их химическая модификация каталитическими кластерами металлов платиновой группы, золота и оксидных катализаторов. Были также получены сенсибилизаторы видимого диапазона спектра - коллоидные квантовые точки CdSe с заданными размерами - и найдены методики иммобилизации квантовых точек на поверхности химически модифицированных нанокристаллических полупроводниковых оксидов. Таким образом, подготовлен широкий спектр сенсорных материалов для анализа газовых смесей, который позволит сделать фундаментальные выводы о механизме газовой адсорбции на поверхности оксидов полупроводников и выявление факторов, обуславливающих высокую чувствительность и селективность по отношению к определенным типам газов. На первом этапе проекта проведен синтез органических рецепторов и разработаны методики нанесения органических рецепторов на поверхность нанокристаллических полупроводниковых оксидов. С использованием широкого круга современных физико-химических методов установлены структуры гибридных органо-неорганических наноструктурированных материалов. Впервые проведены систематические исследования влияния органических комплексов меди (II) на величину сенсорного отклика диоксида олова в газовой фазе. Показано, что введение данных модификаторов приводит к росту сенсорного отклика SnO2 по отношению к H2S и парам этанола в воздухе. Впервые показано, что формирование кремнийорганической полупроницаемой матричной структуры на поверхности SnO2 существенно меняет сенсорные характеристики диоксида олова. Получены рекордные значения сенсорного отклика на NO2 на уровне предельно допустимых концентраций (<100 ppb в воздухе). С целью создания оптических сенсоров разработана методика иммобилизации на поверхности монокристаллов SnO2 краун-производных N-арилнафталимидов, чувствительных к катионам Mg2+ и Ca2+ в растворе. Методика позволяет иммобилизировать молекулы флуорофоров без потери хемосенсорных свойств. Разрабатываемые материалы и технические решения направлены на создание селективных газовых сенсоров с низким энергопотреблением, обеспечивающих измерение электрического отклика при комнатной температуре в условиях светового облучения маломощным диодом. | ||
| 2 | 1 января 2012 г.-31 декабря 2012 г. | Фотопроводимость и сенсорные свойства нанокомпозитов на основе гибридных полупроводниковых матриц, сенсибилизированных квантовыми точками и металлоорганическими соединениями |
| Результаты этапа: В рамках настоящего проекта на основе нанокристаллических полупроводниковых оксидов разработаны методы получения не имеющих аналогов в мире композитов: - осуществлен синтез из коллоидных растворов нанокристаллических полупроводниковых оксиды SnO2, In2O3, ZnO, WO3, VO2 и их химическая модификация каталитическими кластерами металлов платиновой группы, золота и оксидных катализаторов; - получены сенсибилизаторы видимого диапазона спектра - коллоидные квантовые точки CdSe с заданными размерами и найдены методики иммобилизации квантовых точек на поверхности химически модифицированных нанокристаллических полупроводниковых оксидов; - проведена модификация органическими комплексами меди (II), включающая два подхода – модификацию порошка диоксида олова и модификацию предварительно сформированной на чипе толстой пленки; - осуществлена иммобилизация флуорофорных соединений - краун-производных N-арилнафталимидов - с использованием химического взаимодействия карбосилсодержащих органических флуорофоров с SnO2 или с применением кремнийорганических линкеров. Показано, что модификация каталитическими кластерами обеспечивает селективную чувствительность к молекулам газов-окислителей (NO2) и восстановителей (NH3, H2S, CO, летучих органических соединений, в том числе спиртов, альдегидов, кетонов), а также квантовые точки CdSe контролируемого размера обеспечивают чувствительность материала к излучению видимого диапазона спектра. С использованием широкого круга современных физико-химических методов установлены структуры гибридных органо-неорганических наноструктурированных материалов. Впервые проведены систематические исследования влияния органических комплексов меди (II) на величину сенсорного отклика диоксида олова в газовой фазе. Показано, что введение данных модификаторов приводит к росту сенсорного отклика SnO2 по отношению к H2S и парам этанола в воздухе. Впервые показано, что формирование кремнийорганической полупроницаемой матричной структуры на поверхности SnO2 существенно меняет сенсорные характеристики диоксида олова. Получены рекордные значения сенсорного отклика на NO2 на уровне предельно допустимых концентраций (<100 ppb в воздухе). Показано, что иммобилизация краун-производных N-арилнафталимидов на поверхности монокристаллов SnO2 приводит к получению систем, чувствительных к катионам Mg2+ и Ca2+ в растворе. Методика позволяет иммобилизировать молекулы флуорофоров без потери хемосенсорных свойств. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".