ИСТИНА

Разработка методик синтеза наночастиц диоксида церия с контролируемым размером является актуальной задачей из-за зависимости фотокалитических и фотопротекторных свойств от данного параметра [1]. Решение этой задачи становится возможным при использовании в качестве прекурсоров полиядерных карбоксилатов церия с флюоритоподобным остовом. Эти соединения содержат остовы [Ce6O8]8+ и [Ce6O4(OH)4]12+, которые являются структурными аналогами диоксида церия [2]. Комплексы состава Ce₆O₈(piv)₈(deta)₄ и Ce₆O₄(OH)₄(piv)₁₂(deta)₂ (Hpiv – пивалевая кислота, deta – диэтилентриамин) были синтезированы в реакции контролируемого гидролиза солей церия(III) и (IV) и охарактеризованы методами РФА, ТГА и ИК-спектроскопии. Наночастицы CeO₂ были получены сольвотермальным методом из комплекса Ce₆O₈(piv)₈(deta)₄ в ДМФА при температуре 120°C, которая ниже температуры термического разложения соединения Ce₆O₈(piv)₈(deta)₄ (138°C). Таким образом, в процессе синтеза происходит не термическое разложение исходного соединения, а гидролиз под действием диэтилентриамина, который является основанием. Полученные наночастицы были отожжены при 150°C, 200°C и 600°C. Размер областей когерентного рассеяния, рассчитанный по формуле Шеррера, увеличивался с ростом температуры отжига от 2.2 нм (неотожженные частицы) до 4.2 нм (200°C) и 26.4 нм (600°C). Методом низкотемпературной адсорбции азота для исходных наночастиц установлено наличие микропор, а также значение удельной поверхности - 76 м²/г. Полученные наночастицы, отожжённые при разной температуре, были исследованы на фотокаталитические и фотопротекторные свойства в реакции разложения метилового оранжевого под УФ – излучением. Наночастицы с размером ОКР 26.4 нм, отожжённые при 600°C проявляют фотокаталитическую активность. Константа скорости реакции в 2 раза выше, чем константа скорости реакции разложения метилового оранжевого без наночастиц. Наночастицы размером 4.2 нм, отожжённые при 200°C, проявляют фотопротекторные свойства, почти полностью подавляя разложение метилового оранжевого под УФ - излучением. Наблюдаемый рост фотокаталитическую активность для более крупных наночастиц можно объяснить уменьшением количества структурных дефектов, которые в системах выступают центрами рекомбинации электрон-дырочных пар. Таким образом, увеличение размера частиц подавляет рекомбинацию и повышает вероятность участия носителей заряда в поверхностных редокс-процессах