Везде

ОХНМЖурнал неорганической химии Russian Journal of Inorganic Chemistry

  • ISSN (Print) 0044-457X
  • ISSN (Online) 3034-560X

Эпоксидный метод синтеза двухкомпонентных аэрогелей Al2O3–TiO2 и их УФ-защитные характеристики

Вы можете
Код статьи
10.31857/S0044457X23601505-1
DOI
10.31857/S0044457X23601505
Тип публикации
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Хамова Т. В.
  • Аффилиация:
    Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
    Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Том/ Выпуск
Том 68 / Номер выпуска 12
Страницы
1831-1848
Аннотация
Предложен новый метод синтеза аэрогелей на основе Al2O3–TiO2, основанный на гидролизе смешанных растворов тетрахлорида титана и нитрата алюминия в присутствии оксида пропилена с последующей сверхкритической сушкой образующихся гелей. Полученные аэрогели характеризуются высокой удельной поверхностью (140–500 м2/г) и высокой удельной пористостью (1.7–2.7 см3/г). Термическая обработка аэрогелей Al2O3–TiO2 при температурах до 600°С не приводит к кристаллизации диоксида титана, тогда как формирование кристаллического анатаза в аэрогелях на основе индивидуального TiO2 наблюдается уже при температуре 450°С. С использованием стандартизованной методики ISO 24443-2016 определены значения солнцезащитного фактора SPF полученных материалов, которые оказались сопоставимы с характеристиками коммерческого неорганического УФ-фильтра на основе TiO2 (Kronos 1171). При этом фотокаталитическая активность аэрогелей Al2O3–TiO2 оказалась ниже аналогичной характеристики коммерческого УФ-фильтра на основе диоксида титана более чем в 120 раз. Полученные результаты демонстрируют перспективность использования аэрогелей Al2O3–TiO2 в качестве компонента солнцезащитных средств.
Ключевые слова
оксид титана оксид алюминия композиты аэрогели
Дата публикации
17.09.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
13

Библиография

  1. 1. Jin S.-G., Padron F., Pfeifer G.P. // ACS Omega. 2022. V. 7. № 37. P. 32936. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c04424
  2. 2. Guerra K.C., Zafar N., Crane J.S. Skin Cancer Prevention // StatPearls. 2023. Treasure Island: StatPearls Publishing, 2023. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/ 30137812/
  3. 3. Nohynek G.J., Schaefer H. // Regul. Toxicol. Pharmacol. 2001. V. 33. № 3. P. 285. https://doi.org/10.1006/rtph.2001.1476
  4. 4. Gonzalez H., Tarras-Wahlberg N., Strömdahl B. et al. // BMC Dermatol. 2007. V. 7. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1186/1471-5945-7-1
  5. 5. Gabard B. Sunscreens // Cosmetics. Berlin: Springer, 1999. P. 116. https://doi.org/10.1007/978-3-642-59869-2_9
  6. 6. Bryden A.M., Moseley H., Ibbotson S.H. et al. // Br. J. Dermatol. 2006. V. 155. № 4. P. 737. https://doi.org/10.1111/j.1365-2133.2006.07458.x
  7. 7. Victor F.C., Cohen D.E., Soter N.A. // J. Am. Acad. Dermatol. 2010. V. 62. № 4. P. 605. https://doi.org/10.1016/j.jaad.2009.06.084
  8. 8. Schneider S.L., Lim H.W. // Photodermatol. Photoimmunol. Photomed. 2019. V. 35. № 6. P. 442. https://doi.org/10.1111/phpp.12439
  9. 9. Serpone N., Dondi D., Albini A. // Inorg. Chim. Acta. 2007. V. 360. № 3. P. 794. https://doi.org/10.1016/j.ica.2005.12.057
  10. 10. Morsella M., D’Alessandro N., Lanterna A.E. et al. // ACS Omega. 2016. V. 1. № 3. P. 464. https://doi.org/10.1021/acsomega.6b00177
  11. 11. Nakata K., Fujishima A. // J. Photochem. Photobiol., C: Photochem. Rev. 2012. V. 13. № 3. P. 169. https://doi.org/10.1016/j.jphotochemrev.2012.06.001
  12. 12. Horie M., Sugino S., Kato H. et al. // Toxicol. Mech. Methods. 2016. V. 26. № 4. P. 284. https://doi.org/10.1080/15376516.2016.1175530
  13. 13. Sun S., Song P., Cui J. et al. // Catal. Sci. Technol. 2019. V. 9. № 16. P. 4198. https://doi.org/10.1039/C9CY01020C
  14. 14. Jang E., Sridharan K., Park Y.M. et al. // Chem. A Eur. J. 2016. V. 22. № 34. P. 12022. https://doi.org/10.1002/chem.201600815
  15. 15. Becker L.C., Boyer I., Bergfeld W.F. et al. // Int. J. Toxicol. 2016. V. 35. № 3. P. 16S. https://doi.org/10.1177/1091581816677948
  16. 16. Cassin G., Diridollou S., Flament F. et al. // Int. J. Cosmet. Sci. 2018. V. 40. № 1. P. 58. https://doi.org/10.1111/ics.12433
  17. 17. Yorov K.E., Kolesnik I.V., Romanova I.P. et al. // J. Supercrit. Fluids. 2021. V. 169. P. 105099. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2020.105099
  18. 18. Pierre A.C., Pajonk G.M. // Chem. Rev. 2002. V. 102. № 11. P. 4243. https://doi.org/10.1021/cr0101306
  19. 19. Hüsing N., Schubert U. // Angew. Chem. Int. Ed. 1998. V. 37. № 1–2. P. 22. https://doi.org/10.1002/ (SICI)1521-3773(19980202)37:1/23.0.CO;2-I
  20. 20. Feinle A., Elsaesser M.S., Hüsing N. // Chem. Soc. Rev. 2016. V. 45. № 12. P. 3377. https://doi.org/10.1039/C5CS00710K
  21. 21. Yorov K.E., Baranchikov A.E., Kiskin M.A. et al. // Russ. J. Coord. Chem. 2022. V. 48. № 2. P. 89. https://doi.org/10.1134/S1070328422020014
  22. 22. Singh P., Nanda A. // Int. J. Cosmet. Sci. 2014. V. 36. № 3. P. 273. https://doi.org/10.1111/ics.12124
  23. 23. Chen L., Zhu J., Liu Y.-M. et al. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2006. V. 255. № 1–2. P. 260. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2006.04.043
  24. 24. Moussaoui R., Elghniji K., ben Mosbah M. et al. // J. Saudi Chem. Soc. 2017. V. 21. № 6. P. 751. https://doi.org/10.1016/j.jscs.2017.04.001
  25. 25. Donėlienė J., Fataraitė-Urbonienė E., Danchova N. et al. // Gels. 2022. V. 8. № 7. P. 422. https://doi.org/10.3390/gels8070422
  26. 26. Gaweł B., Gaweł K., Øye G. // Materials. 2010. V. 3. № 4. P. 2815. https://doi.org/10.3390/ma3042815
  27. 27. Lermontov S.A., Straumal E.A., Mazilkin A.A. et al. // Mater. Lett. 2017. V. 215. P. 19. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2017.12.031
  28. 28. Yorov K.E., Sipyagina N.A., Malkova A.N. et al. // Inorg. Mater. 2016. V. 52. № 2. P. 163. https://doi.org/10.1134/S0020168516020035
  29. 29. Yorov K.E., Sipyagina N.A., Baranchikov A.E. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2016. V. 61. № 11. P. 1339. https://doi.org/10.1134/S0036023616110048
  30. 30. Baranchikov A.E., Kopitsa G.P., Yorov K.E. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 6. P. 874. https://doi.org/10.1134/S003602362106005X
  31. 31. Livage J., Henry M., Sanchez C. // Prog. Solid State Chem. 1988. V. 18. № 4. P. 259. https://doi.org/10.1016/0079-6786 (88)90005-2
  32. 32. Gash A.E., Tillotson T.M., Satcher Jr J.H. et al. // J. Non. Cryst. Solids. 2001. V. 285. № 1–3. P. 22. https://doi.org/10.1016/S0022-3093 (01)00427-6
  33. 33. Itoh H., Tabata T., Kokitsu M. et al. // J. Ceram. Soc. Jpn. 1993. V. 101. № 1177. P. 1081. https://doi.org/10.2109/jcersj.101.1081
  34. 34. Wei T.-Y., Chen C.-H., Chang K.-H. et al. // Chem. Mater. 2009. V. 21. № 14. P. 3228. https://doi.org/10.1021/cm9007365
  35. 35. Baumann T.F., Gash A.E., Chinn S.C. et al. // Chem. Mater. 2005. V. 17. № 2. P. 395. https://doi.org/10.1021/cm048800m
  36. 36. Straumal E.A., Ivanov V.K., Malkova A.N. et al. // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2017. V. 84. № 3. P. 377. https://doi.org/10.1007/s10971-017-4429-5
  37. 37. Lermontov S.A., Yurkova L.L., Straumal E.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. № 3. P. 303. https://doi.org/10.1134/S0036023618030142
  38. 38. Yorov K.E., Yapryntsev A.D., Baranchikov A.E. et al. // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2018. V. 86. № 2. P. 400. https://doi.org/10.1007/s10971-018-4647-5
  39. 39. Kameneva S.V., Yorov K.E., Kamilov R.K. et al. // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2023. V. 107. P. 586.https://doi.org/10.1007/s10971-023-06149-z
  40. 40. Rouquerol J., Llewellyn P., Rouquerol F. // Stud. Surf. Sci. Catal. 2007. V. 160. P. 49. https://doi.org/10.1016/S0167-2991 (07)80008-5
  41. 41. Фиалков Ю.Я. Растворитель как средство управления химическим процессом. М., 1990.
  42. 42. Kuzin E.N., Krutchinina N.E. // Inorg. Mater. 2019. V. 55. № 8. P. 834. https://doi.org/10.1134/S0020168519080065
  43. 43. Wang T.-H., Navarrete-López A.M., Li S. et al. // J. Phys. Chem. A 2010. V. 114. № 28. P. 7561. https://doi.org/10.1021/jp102020h
  44. 44. Archambault J., Rivest R. // Can. J. Chem. 1958. V. 36. № 11. P. 1461. https://doi.org/10.1139/v58-216
  45. 45. Cottineau T., Richard-Plouet M., Rouet A. et al. // Chem. Mater. 2008. V. 20. № 4. P. 1421. https://doi.org/10.1021/cm702531q
  46. 46. Emons H.-H., Janneck E., Pollmer K. // Z. Anorg. Allg. Chem. 1984. V. 511. № 4. P. 135. https://doi.org/10.1002/zaac.19845110415
  47. 47. Suzuki H., Ishiguro S.-I. // Acta Crystallogr., Sect. C: Cryst. Struct. Commun. 1998. V. 54. № 5. P. 586. https://doi.org/10.1107/S0108270197018817
  48. 48. Titanium(IV), Zirconium, Hafnium and Thorium // Hydrolys. Met. Ions. Weinheim: Wiley, 2016. P. 433. https://doi.org/10.1002/9783527656189.ch10
  49. 49. Aluminium, Gallium, Indium and Thallium // Hydrolys. Met. Ions. Hydrolys. Met. Ions, Weinheim: Wiley, 2016. P. 757. https://doi.org/10.1002/9783527656189.ch13
  50. 50. Gash A.E., Tillotson T.M., Satcher J.H. et al. // Chem. Mater. 2001. V. 13. № 3. P. 999. https://doi.org/10.1021/cm0007611
  51. 51. Du X., Wang Y., Su X. et al. // Powder Technol. 2009. V. 192. № 1. P. 40. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2008.11.008
  52. 52. Thommes M., Kaneko K., Neimark A.V. et al. // Pure Appl. Chem. 2015. V. 87. № 9–10. P. 1051. https://doi.org/10.1515/pac-2014-1117
  53. 53. Gao M., Liu B., Zhao P. et al. // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2019. V. 91. № 3. P. 514. https://doi.org/10.1007/s10971-019-05057-5
  54. 54. Guinier A., Fournet G. Small-Angle X-Ray Scattering. N.Y.: John Wiley & Sons Inc., 1955. https://doi.org/10.1002/pol.1956.120199326
  55. 55. Teixeira J. Experimental Methods for Studying Fractal Aggregates // Growth Form. Dordrecht: Springer, 1986. P. 145. https://doi.org/10.1007/978-94-009-5165-5_9
  56. 56. Kim D., Jung J., Ihm J. // Nanomaterials. 2018. V. 8. № 6. P. 375. https://doi.org/10.3390/nano8060375
  57. 57. Keysar S., De Hazan Y., Cohen Y. et al. // J. Mater. Res. 1997. V. 12. № 2. P. 430. https://doi.org/10.1557/JMR.1997.0063
  58. 58. Meng F., Schlup J.R., Fan L.T. // Chem. Mater. 1997. V. 9. № 11. P. 2459. https://doi.org/10.1021/cm9700662
  59. 59. Chane-Ching J.-Y., Klein L.C // J. Am. Ceram. Soc. 1988. V. 71. № 1. P. 86. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1988.tb05765.x
  60. 60. Catauro M., Tranquillo E., Dal Poggetto G. et al. // Materials. 2018. V. 11. № 12. https://doi.org/10.3390/ma11122364
  61. 61. Diko M. // Acta Geodyn. Geomater. 2015. P. 149. https://doi.org/10.13168/AGG.2015.0052
  62. 62. Feng G., Jiang F., Jiang W. et al. // Ceram. Int. 2019. V. 45. № 15. P. 18704. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.06.096
  63. 63. Kirillova S.A., Almjashev V.I., Gusarov V. V. // Russ. J. Inorg. Chem. 2011. V. 56. № 9. P. 1464. https://doi.org/10.1134/S0036023611090117
  64. 64. Dransfield G.P. // Radiat. Prot. Dosimetry. 2000. V. 91. № 1. P. 271. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.rpd.a033216
  65. 65. Kim M.G., Kang J.M., Lee J.E. et al. // ACS Omega. 2021. V. 6. № 16. P. 10668. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c00043
  66. 66. Nishizawa H., Aoki Y. // J. Solid State Chem. 1985. V. 56. № 2. P. 158. https://doi.org/10.1016/0022-4596 (85)90052-0
  67. 67. Bachina A.K., Almjasheva O.V., Popkov V.I. et al. // J. Cryst. Growth 2021. V. 576. P. 126371. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2021.126371
  68. 68. Almjasheva O.V., Lomanova N.A., Popkov V.I. et al. // Nanosyst. Physics, Chem. Math. 2019. V. 10. № 4. P. 428. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2019-10-4-428-437
  69. 69. Lin H., Li L., Zhao M. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2012. V. 134. № 20. P. 8328. https://doi.org/10.1021/ja3014049
  70. 70. Hammouda B. // J. Appl. Crystallogr. 2010. V. 43. № 4. P. 716. https://doi.org/10.1107/S0021889810015773
  71. 71. Schmidt P.W., Avnir D., Levy D. et al. // J. Chem. Phys. 1991. V. 94. № 2. P. 1474. https://doi.org/10.1063/1.460006
  72. 72. Pogorelov V., Doroshenko I., Pitsevich G. et al. // J. Mol. Liq. 2017. V. 235. P. 7. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2016.12.037
  73. 73. Roscoe J.M., Abbatt J.P.D. // J. Phys. Chem. A. 2005. V. 109. № 40. P. 9028. https://doi.org/10.1021/jp050766r
  74. 74. Thomas K., Hoggan P.E., Mariey L. et al. // Catal. Lett. 1997. V. 46. № 1/2. P. 77. https://doi.org/10.1023/A:1019017123596
  75. 75. Hanaor D.A.H., Sorrell C.C. // J. Mater. Sci. 2011. V. 46. № 4. P. 855. https://doi.org/10.1007/s10853-010-5113-0
  76. 76. Akkaya Arier U.O., Tepehan F.Z. // Compos. Part B Eng. 2014. V. 58. P. 147. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.10.023
  77. 77. Hanini F., Bouabellou A., Bouachiba Y. et al. // IOSR J. Eng. 2013. V. 3. № 11. P. 21. https://doi.org/10.9790/3021-031112128
  78. 78. Riaz S., Sajid-ur-Rehman, Abutalib M. et al. // J. Electron. Mater. 2016. V. 45. № 10. P. 5185. https://doi.org/10.1007/s11664-016-4754-4
  79. 79. Filatova E.O., Konashuk A.S. // J. Phys. Chem. C. 2015. V. 119. № 35. P. 20755. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b06843
  80. 80. Prange M.P., Zhang X., Ilton E.S. et al. // J. Chem. Phys. 2018. V. 149. № 2. P. 024502. https://doi.org/10.1063/1.5037104
  81. 81. Tzompantzi F., Piña Y., Mantilla A. et al. // Catal. Today. 2014. V. 220–222. P. 49. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2013.10.027
  82. 82. Carp O., Huisman C.L., Reller A. // Prog. Solid State Chem. 2004. V. 32. № 1–2. P. 33. https://doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2004.08.001
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека