Диоксид циркония представляет огромный интерес с точки зрения как фундаментальных исследований, так и прикладных разработок. Материалы на основе диоксида циркония интенсивно изучаются благодаря его особенным химическим, физическим, оптическим, диэлектрическим, и механическим свойствам. Этот материал демонстрирует высокую термическую и механическую устойчивость, химическую инертность. Все вышеперечисленные свойства позволяют использовать его в различных практических приложениях: топливных ячейках, каталитических системах, кислородных сенсорах, керамических биоматериалах, а также в различных областях микроэлектроники. Группа американских учёных предложила новый способ синтеза наноструктурированных частиц диоксида циркония из цирконил-нитрата с использованием гидротермального метода.
Существует множество способов получения диоксида циркония как в виде тонких плёнок (MOCVD, золь-гель процесс и т.д.), так и в виде различных наноструктур (темплатный метод синтеза, электрохимическое анодирование). Однако всё большую популярность приобретает гидротермальный метод синтеза, так как он позволяет, варьируя условия, не только получать различные наноструктуры, но предотвращать агломерацию частиц, добиваться высокой кристалличности продукта и уменьшать температуру синтеза до 100-200С. Обычно для получения диоксида циркония используют хлорид цирконила или гидроксид циркония. Недостаток такого подхода заключается в том, что необходимо проводить дополнительную закалку полученных образцов на воздухе для формирования моноклинной структуры. Авторы работы использовали цирконил-нитрат для получения наноструктурированного порошка диоксида циркония.
Полученные образцы были исследованы с помощью РФА, SEM, TEM и Раман- спектроскопии (рис. 1, 2, 3 и 4, соответственно). Из приведённых данных следует, что время синтеза 24-48 часов оптимально для получения нанопалочек диоксида циркония с моноклинной структурой. При увеличении времени гидротермальной обработки размеры наночастиц увеличиваются.
Авторы работы надеются, что развитие данного метода позволит получать частицы и других форм, включая сферические и нановолокна.
