CZ2010348A3 - Nanotubes based on titanium white and process for producing tghereof - Google Patents
Nanotubes based on titanium white and process for producing tghereof Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2010348A3 CZ2010348A3 CZ20100348A CZ2010348A CZ2010348A3 CZ 2010348 A3 CZ2010348 A3 CZ 2010348A3 CZ 20100348 A CZ20100348 A CZ 20100348A CZ 2010348 A CZ2010348 A CZ 2010348A CZ 2010348 A3 CZ2010348 A3 CZ 2010348A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- nanotubes
- nanotubes according
- aspect ratio
- titanium dioxide
- particle size
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
- C01P2004/13—Nanotubes
- C01P2004/133—Multiwall nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/54—Particles characterised by their aspect ratio, i.e. the ratio of sizes in the longest to the shortest dimension
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Nanotrubky na bázi oxidu titanicitého s vysokým aspektním pomerem (>50) mají typ krystalové struktury charakterizované tremi hlavními maximy elektronové difrakce pri hodnotách difrakcního vektoru q = 1,75 A.sup.-1.n., 2,05 A.sup.-1.n.a 3,35 A.sup.-1.n.a dvema dalšími širokými píky q = 4,20 A.sup.-1.n., 5,25 A.sup.-1.n., kde difrakcní vektor q je definován rovnicí q = 4.pi.•sin(?)/.lambda., a ? je difrakcní úhel a .lambda. je vlnová délka urychlených elektronu.Titanium dioxide-based nanotubes with high aspect ratio (> 50) have a crystal structure type characterized by three major electron diffraction maxima at diffraction vector values q = 1.75 A.sup.-1.n., 2.05 A.sup.- 1. at 3.35 A.sup.-1.on two other broad peaks q = 4.20 A.sup.-1.n., 5.25 A.sup.-1.n., where the diffraction vector q is defined by the equation q = 4.pi. • sin (?) /. lambda., and? is the diffraction angle α .lambda. is the wavelength of accelerated electrons.
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká nové krystalické modifikace oxidu titaničitého ve formě nanotrubek a způsobu přípravy této formy oxidu titaničitého.The present invention relates to a novel crystalline modification of titanium dioxide in the form of nanotubes and to a process for the preparation of this form of titanium dioxide.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Nanotrubky na bázi oxidu titaničitého (dále TiNT) byly poprvé připraveny v roce 1998 [Kasuga T, Hiramatsu M, Hoson A, Sekino T and Niihara K 1998 Langmuir 14 3160). Jednalo se o hydrotermální syntézu, výchozí i konečný produkt vykazoval krystalickou strukturu anatasu. O několik let později následovala řada prací, které ukázaly, že TiNT lze připravit nejen z anatasové modifikace TiOi [Seo D S, Lee J K and Kim H 2001 J. Cryst. Growth. 229 428; Wang Y Q, Hu G Q, Duan X F, Sun H L and Xue Q K 2002 Chem. Phys. Lett. 365 427; Wang W Z, Varghese O K, Paulose M, Grimes C A, Wang Q L and Dickey E C 2004 J. Mater. Res. 19 417], ale i z modifikace rutilové [Kasuga T, Hiramatsu M, Hoson A, Sekino T and Niihara K 1999 Adv. Mater. 11 1307; Thome A, Kruth A, Tunstall D, Irvine J T S and Zhou W Z 2005 J. Phys. Chem. B 109 5439; Lan Y, Gao X P, Zhu Η Y, Zheng Z F, Yan T Y, Wu F, Ringer S P and Song D Y 2005 Adv. Funct. Mater. 15 1310], amorfního Ti O? [Kolenko Y V, Kovnir K A, Gavrilov A I, Garshev A V, Frantti J, Lebedev O I, Churagulov B R, Van Tendeloo O G and Yoshimura M 2006 J. Phys. Chem. Β 110 4030] a jejich směsí [Tsai C C and Teng H S 2006 Chem. Mater. 18 367; Tsai C C and Teng H S 2004 Chem. Mater. 16 4352]. Některé studie popisují, že nanotrubky se tvoří jen v silně alkalickém prostředí [Yang J J, Jin Z S, Wang X D, Li W, Zhang, J W, Zhang S L, Guo X Y and Zhang Z J 2003 Dalton Trans. 3898; Chen Q, Zhou W Z, Du G H and Peng L M 2002 Adv. Mater. 14 1208], jiné zdůrazňují význam finální úpravy produktu pomocí HCi [Kasuga T, Hiramatsu M, Hoson A, Sekino T and Niihara K 1999 Adv. Mater. 11 1307; Tsai C C and Teng H S 2004 Chem. Mater. 16 4352; Kasuga T 2006 Thin Solid Films 496 141]. Řada badatelů se věnovala krystalické struktuře TiNT. Některé studie prokázaly již zmíněnou anatasovou modifikaci TÍO2 [Kasuga T, Hiramatsu M, Hoson A, Sekino T and Niihara K 1998 Langmuir 14 3160; Yao B D, Chán Y F, Zhang X Y, Zhang W F, Yang Z Y and Wang N 2003 Appl. Phys. Lett. 82 281; 7 Seo D S, Lee J K and Kim H 2001 J. Cryst. Growth. 229 428], jiné navrhovaly méně obvyklé struktury jako H2TÍ3O7 nebo NajTijCh [Chen Q,Titanium dioxide nanotubes (TiNT) were first prepared in 1998 [Kasuga T, Hiramatsu M, Hoson A, Sekino T and Niihara K 1998 Langmuir 14 3160]. It was a hydrothermal synthesis, the starting and end product showed anatase crystalline structure. Several years later, a series of works have shown that TiNT can be prepared not only from the anatase modification of TiOi [Seo D S, Lee J K and Kim H 2001 J. Cryst. Growth. 229 428; Wang Y Q, Hu G Q, Duan X F, Sun H L and Xue Q K 2002 Chem. Phys. Lett. 365 427; Wang W Z, Varghese O K, Paulose M, Grimes C A, Wang Q L and Dickey E C 2004 J. Mater. Res. 19, 417], but also from a rutile modification [Kasuga T, Hiramatsu M, Hoson A, Sekino T and Niihara K 1999 Adv. Mater. 11 1307; Thome A, Kruth A, Tunstall D, Irvine J T and Zhou W Z 2005 J. Phys. Chem. B 110 5439; Lan Y, Gao X P, Zhu Y, Zheng Z F, Yan T Y, Wu F, Ringer S P and Song D Y 2005 Adv. Funct. Mater. 15 1310], amorphous Ti O? [Kolenko Y V, Kovnir K A, Gavrilov A I, Garshev A V, Frantti J, Lebedev O I, Churagulov B R, Van Tendeloo O G and Yoshimura M 2006 J. Phys. Chem. Β 110 4030] and mixtures thereof [Tsai C and Teng H S 2006 Chem. Mater. 18 367; Tsai C and Teng H S 2004 Chem. Mater. 16 4352]. Some studies report that nanotubes are formed only in strongly alkaline environments [Yang J J, Jin Z S, Wang X D, Li W, Zhang, J W, Zhang S L, Guo X Y, and Zhang Z J 2003 Dalton Trans. 3898; Chen Q, Zhou W Z, Du G H and Peng L M 2002 Adv. Mater. 14 1208], others emphasize the importance of final treatment of the product with HCi [Kasuga T, Hiramatsu M, Hoson A, Sekino T and Niihara K 1999 Adv. Mater. 11 1307; Tsai C and Teng H S 2004 Chem. Mater. 16 4352; Kasuga T 2006 Thin Solid Films 496,141]. A number of researchers focused on the crystalline structure of TiNT. Some studies have already shown the anatase modification of TiO2 [Kasuga T, Hiramatsu M, Hoson A, Sekino T and Niihara K 1998 Langmuir 14 3160; Yao B D, Khan Y F, Zhang X Y, Zhang W F, Yang Z Y and Wang N 2003 Appl. Phys. Lett. 82 281; 7 Seo D S, Lee J K and Kim H 2001 J. Cryst. Growth. 229 428], others suggested less common structures such as H2Ti3O7 or NajTijCh [Chen Q,
Zhou W Z, Du G H and Peng L M 2002 Adv. Mater. 14 1208; Yuan Z Y and SuB L 2004 Colloid Surface A 241 173] H2Ti2O5.H2O nebo Na2Ti2Os.H2O [Yang J J, Jin Z S, Wang X D, Li W, Zhang, J W, Zhang S L, Guo X Y and Zhang Z J 2003 Dalton Trans. 3898; Zhang M, Jin Z S, Zhang J W, Guo X Y, Yang H J, Li W, Wang X D and Zhang Z J 2004 J. Mol. Catal. A-Chem. 217 203], H2TÍ4Og,H20 [Nakahira A, Kato W, Tamai M, Isshiki T and Nishio K 2004 J. Mater. Sci. 39 4239] nebo lepidokritových titanátů [Kubota Y, Kuřata H and Isoda S 2006 Mol. Cryst Liq. Cryst. 445 107]. Nakonec se většina autorů shodla, že TiNT vykazují strukturu srolovaných vrstev titanátových oktaedrů [Wang W Z, Varghese O K, Paulose M, Grimes C A, Wang Q L and Dickey E C 2004 J. Mater. Res. 19 417; Lan Y, Gao X P, Zhu H Y, Zheng Z F, Yan T Y, Wu F, Ringer S P and Song D Y 2005 Adv. Funct. Mater. 15 1310].Zhou WZ, Du GH, and Peng LM 2002 Adv. Mater. 14 1208; Yuan ZY and SuB L 2004 Colloid Surface A 241 173] H 2 Ti 2 O 5 .H 2 O or Na 2 Ti 2 O with .H 2 O [Yang JJ, Jin ZS, Wang XD, Li W, Zhang, JW, Zhang SL, Guo XY and Zhang ZJ 2003 Dalton Trans. 3898; Zhang M, Jin ZS, Zhang JW, Guo XY, Yang HJ, Li W, Wang XD, and Zhang ZJ 2004 J. Mol. Catal. A-Chem. 217203] H 2 TÍ4Og H 2 0 [Nakahira A, Kato N, Tamai M, T and Isshiki Nishio K 2004 J. Mater. Sci. 39 4239] or lepidocrit titanates [Kubota Y, Chickens H and Isoda S 2006 Mol. Cryst Liq. Cryst. 445 107]. Finally, most authors agreed that TiNTs exhibited the structure of rolled-up layers of titanate octahedra [Wang WZ, Varghese OK, Paulose M, Grimes CA, Wang QL and Dickey EC 2004 J. Mater. Res. 19,417; Lan Y, Gao XP, Zhu HY, Zheng ZF, Yan TY, Wu F, Ringer SP and Song DY 2005 Funct. Mater. 15 1310].
Na základě výsledků difrakčních měření uvedených v citovaných pramenech je možné konstatovat, že doposud popsané TiNT vykazují převážně známé krystalické modifikace odvozené od TiO2. Kromě toho dosud popsané TiNT často vykazují zbytky výchozího TiO2 z něhož byly připraveny (anatas, rutil ap.).Based on the results of the diffraction measurements given in the cited sources, it can be concluded that the previously described TiNTs show predominantly known crystalline modifications derived from TiO 2 . In addition, the TiNTs described so far often show residues of the starting TiO 2 from which they were prepared (anatase, rutile, etc.).
V posledních letech byly patentovány způsoby přípravy nanotrubek se strukturou čistého i r* anatasu [Kasuga et al., japonská přihláška Č2 8-259182. US Patent 6,027,775 a US Patent 6,537,517], nanotrubek se strukturou směsi anatasu a rutilu [CZ Patent 297 774] a nanotrubek se strukturou perovskitu [Wong et al., US Patent 7x147y834J.In recent years, methods for the preparation of nanotubes with pure ir * anatase structure have been patented [Kasuga et al., Japanese Application No. 2-259182. US Patent 6,027,775 and US Patent 6,537,517], anatase-rutile nanotubes [CZ Patent 297 774] and perovskite nanotubes [Wong et al., US Patent 7 x 147 and 834J.
Původní japonská přihláška vynálezu čf 8-259182 a od ní odvozený US Patent 6,027,775 se týká nanotrubek o průměru 5 až 80 nm o síle stěny 2 až 10 nm s krystalickou modifikací anatasu, které se vyznačují vysokou absorpcí světla vUV oblasti a jsou určeny jako fotoaktivní katalyzátory oxidačních reakcí. Postup přípravy těchto nanotrubek podle US Patentu 6X537X517 je založen na působení 30¼ až 50% vodného roztoku NaOH při zvýšené teplotě a zvýšeném tlaku na krystalický TiO2. Způsob přípravy TiNT podle uvedených dokumentů je zaměřen na dosažení jejich co nejvyšši fotoaktivity a katalytické účinnosti a nepřímo tedy na dosažení co největšího měrného povrchu na němž tyto sledované vlastnosti závisí. Aspektní poměr (definovaný jako poměr tloušťky nanotrubky ku celkové délce nanotrubky) TiNT není v uvedených dokumentech hlavním předmětem zájmu, ale přesto lze z příkladů vyčíst, že nejvyšši dosažené aspektní poměry jsou maximálně 50.Japanese Patent Application No. 8-259182 and US Patent 6,027,775 relates to nanotubes having a diameter of 5 to 80 nm and a wall thickness of 2 to 10 nm with a crystalline modification of anatase, which are characterized by high light absorption in the UV region and are intended as photoactive catalysts oxidation reactions. The preparation of these nanotubes according to US Patent 6 X 537 X 517 is based on the action of 30¼ to 50% aqueous NaOH solution at elevated temperature and elevated pressure on crystalline TiO 2 . The preparation of TiNTs according to the above-mentioned documents is aimed at achieving their maximum photoactivity and catalytic efficiency and thus indirectly at achieving the greatest possible surface area on which these properties depend. The aspect ratio (defined as the ratio of nanotube thickness to total nanotube length) of TiNT is not a major concern in these documents, but it can still be seen from the examples that the highest aspect ratios achieved are at most 50.
Nanotrubky podle vynálezu Wonga a spolupracovníků (US Patent 7,147,834) na rozdíl od výše uvedených se vyznačují poměrně velkou délkou a vysokým aspektním poměrem, podle jejich chemického složeni jsou to titanáty vápníku, stroncia a baria a pro své elektrické vlastnosti jsou určeny především pro feroelektrické aplikace.The nanotubes according to the invention of Wong and co-workers (US Patent 7,147,834), in contrast to the above, are characterized by a relatively long length and a high aspect ratio, according to their chemical composition they are calcium, strontium and barium titanates and are mainly intended for ferroelectric applications.
Český patent čí. 297 774 se týká vynálezu fotoaktivní modifikace T1O2 ve formě nanovláken jako katalyzátoru oxidačních reakcí.Czech patent no. 297 774 relates to a photoactive modification of T102 in the form of nanofibres as a catalyst for oxidation reactions.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Podstatou vynálezu jsou nanotrubky na bázi oxidu titaničitého, které nevykazují vady doposud známých nanotrubek a nad ně vynikají především vysokým aspektním poměrem, vysokou strukturní čistotou materiálu beze stop zbytkového anatasu, rutilu nebo perovskitu jako primárních látek pro jejich přípravu. Navíc vykazují odlišnou krystalickou strukturu, která se projeví např. na elektronovém difrakčním záznamu. Nanotrubky dle vynálezu vykazují jednotnou morfologii. Způsob přípravy nanotrubek podle vynálezu se vyznačuje možností v širokém rozsahu řídit aspektní poměr nanotrubek bez nutnosti provádět některý z kroků postupu v inertní atmosféře.The present invention is based on titanium dioxide nanotubes which do not exhibit the defects of the prior art nanotubes and above all excel in the high aspect ratio, high structural purity of the material without traces of residual anatase, rutile or perovskite as the primary substances for their preparation. In addition, they exhibit a different crystalline structure, which is reflected, for example, in an electron diffraction pattern. The nanotubes of the invention exhibit uniform morphology. The method of preparation of the nanotubes according to the invention is characterized by the possibility of broadly controlling the aspect ratio of the nanotubes without having to carry out any of the steps of the inert atmosphere process.
Nanotrubky dle vynálezu mají průměr (D) mezi 8 až 40 nm při délce (L) nejméně 1 až 20 pm, přičemž jejich průměrný aspektní poměr (L/D) vždy činí více než 50 a dosahuje hodnoty minimálně 100 až 500. Stěny nanotrubek podle vynálezu tvoří nejméně 2 a nejvýše 12 vrstev planámí krystalické modifikace oxidu titaničitého, která se liší od krystalické modifikace výchozího T1O2 a je charakterizována charakteristickými píky na elektronovém difrakčním záznamu při určitých hodnotách difrakčního vektoru q. Difrakční vektor q je definován rovnicí q = 4π·δϊη(θ)/λ, kde Θ je difrakční úhel a λ je vlnová délka urychlených elektronů. Tři nej intenzivnější charakteristické píky na difrakčním záznamu se objevují při hodnotách q = 1,75 A’1, 2,05 A'1 a 3,35 A'1 a dva další široké píky se objevují v okolí q = 4,20 A*1 a 5,25 A1. V závislosti na podmínkách přípravy TiNT a na podmínkách měření elektronové difrakce se dva nejbližší píky, q = 1,75 Á’1 a 2,05 A'1, mohou částečně překrývat.The nanotubes according to the invention have a diameter (D) of between 8 and 40 nm at a length (L) of at least 1 to 20 pm, having an average aspect ratio (L / D) of at least 50 and at least 100 to 500. of the invention comprise at least 2 and at most 12 layers of planar crystalline modification of titanium dioxide which differs from the crystalline modification of the initial T10O2 and is characterized by characteristic peaks on the electron diffraction pattern at certain diffraction vector q values. The diffraction vector q is defined by the equation q = 4π · δϊη (θ) / λ, where Θ is the diffraction angle and λ is the wavelength of the accelerated electrons. The three most intense characteristic peaks in the diffraction pattern appear at q = 1.75 A -1 , 2.05 A -1 and 3.35 A -1, and two other broad peaks appear around q = 4.20 A * 1 and 5.25 a first Depending on preparation conditions TiNT and electron diffraction measurement conditions, two major peaks, q = 1.75 Å -1 and 2.05 A '1 may overlap.
Postup přípravy nanotrubek podle vynálezu sestává ze tří na sebe navazujících kroků:The process of preparing nanotubes according to the invention consists of three successive steps:
V 1. kroku je připravena suspenze T1O2 v roztoku NaOH, přičemž koncentrace TiO2 v suspenzi je nejméně 0,01 ’g/100-m|a nejvýše 6 g/100 ml a koncentrace NaOH je nejméně 2 M a nejvýše 16 M.In the first step, the prepared slurry T1O2 in NaOH solution, the concentration of TiO 2 in the slurry is at least 0.01 'g / 100 m | and less than 6 g / 100 ml and the concentration of NaOH is at least 2 m and up to 16 M.
Ve 2. krokuje suspenze TiO2 temperována pri stálém míchání na nejméně 60 Vd,a nejvýše 160 °C po dobu nejméně 12 hodin.In step 2, the TiO 2 slurry is tempered with stirring to at least 60 Vd, and at most 160 ° C for at least 12 hours.
Ve 3. kroku jsou izolovány nanotrubky z reakční směsi a vysušeny s výhodou lyofilizací. Roztok NaOH po izolaci nanotrubek je možné opět použít pro přípravu suspenze T1O2 v 1. kroku opakovaného postupu. V průběhu izolace je možné TiNT neutralizovat pomocí HC1, aniž by to ovlivnilo kvalitu výsledného produktu.In step 3, the nanotubes are isolated from the reaction mixture and dried, preferably by lyophilization. The NaOH solution, after isolation of the nanotubes, can be reused to prepare a T10O2 suspension in Step 1 of the repeat procedure. During the isolation, TiNT can be neutralized with HCl without affecting the quality of the resulting product.
Průměrný aspektní poměr výsledných nanotrubek je možně při jejich přípravě postupem podle vynálezu řídit střední velikostí částic výchozího TiCl· modifikací výchozího TiO2 a poměrem koncentrací výchozího TiO2 a NaOH v suspenzi v kombinaci s reakční teplotou a dobou a rovněž způsobem sušení konečného produktu. Specifický postup přípravy tkví především v kombinací koncentrací reaktantů, průměrné velikosti částic vstupního TiO2, krystalické modifikaci vstupního TiO2, teploty reakce, doby reakce a způsobu sušení produktu. Aplikací vhodných reakčních podmínek pak vznikne výsledný produkt TiNT svýše popsanými charakteristickými vlastnostmi. Vzájemnou vazbu koncentrace reaktantů, krystalické modifikace vstupního TiO2, průměrné velikosti částic vstupního prášku TiO2, teploty a doby reakce je možné v zásadě popsat následovně:The average aspect ratio of the resulting nanotubes can be controlled by the mean particle size of the starting TiCl 2 by modifying the starting TiO 2 and the ratio of the starting TiO 2 and NaOH concentrations in suspension in combination with the reaction temperature and time as well as the final product drying method. The specific preparation process consists mainly in combination of the concentrations of the reactants, the average particle size of the input TiO 2 , the crystalline modification of the input TiO 2 , the reaction temperature, the reaction time and the method of drying the product. Application of suitable reaction conditions then yields the resulting TiNT product with the characteristics described above. The interaction of the reactant concentration, the crystalline modification of the input TiO 2 , the average particle size of the input TiO 2 powder, the temperature and the reaction time can basically be described as follows:
1) s klesající koncentrací TÍO2 roste průměrný aspektní poměr TiNT,1) the average aspect ratio of TiNT increases with decreasing TiO2 concentration,
2) velikost částic a krystalická modifikace vstupního TiO2 společně ovlivňují délku a průměr TiNT, ale vysoký aspektní poměr zůstává zachován,2) the particle size and crystalline modification of the input TiO 2 together influence the length and diameter of the TiNT, but the high aspect ratio is maintained,
3) s rostoucí reakční dobou, teplotou a koncentrací NaOH až do určité hodnoty roste průměrný aspektní poměr TiNT.3) with increasing reaction time, temperature and NaOH concentration up to a certain value, the average aspect ratio of TiNT increases.
Nanotrubky podle vynálezu jsou na rozdíl od jiných velmi dobře tolerovány živými tkáněmi. Z této skutečnosti pak v kombinaci s jejich unikátní morfologií vyplývá, že TiNT dle vynálezu jsou ideální ztužující komponentou jak živých tkání, především kostní tkáně a chrupavky, tak i jejich syntetických náhrad na bázi kompozitů ztužených TiNT.The nanotubes of the invention are very well tolerated by living tissues, unlike others. This, in combination with their unique morphology, implies that the TiNTs of the invention are an ideal reinforcing component of both living tissues, especially bone and cartilage, and their synthetic substitutes based on TiNT-reinforced composites.
Výhodou TiNT podle vynálezu je, že jejich vysoký aspektní poměr a mimořádně malé zastoupení aglomerátů umožňuje nastavení mechanických vlastností kompozitního materiálu implantátu v dostatečně širokém rozsahu tak, aby implantáty vykazovaly stejné deformační chování, jako části kostí nebo i chrupavek, které v konkrétních aplikacích mají nahradit.The advantage of the TiNTs according to the invention is that their high aspect ratio and extremely low agglomerates make it possible to adjust the mechanical properties of the composite implant material to a sufficiently wide extent so that the implants exhibit the same deformation behavior as the bone or cartilage parts to replace.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Obr. 1: Tabulka vlivu krystalické modifikace a střední velikosti částic vstupního TÍO2 na morfologii a aspektní poměr výsledných TiNT; TiNT byly připraveny při koncentraci TiO2 0,1 g/100 ml, koncentraci NaOH 10M, teplotě 120 °C po dobu 20 hodin.Giant. 1: Table of the effect of crystalline modification and mean particle size of input TiO 2 on morphology and aspect ratio of the resulting TiNTs; TiNTs were prepared at a TiO 2 concentration of 0.1 g / 100 ml, a NaOH concentration of 10M, a temperature of 120 ° C for 20 hours.
Obr. 2: Tabulka vlivu koncentrace vstupního T1O2 na aspektní poměr výsledných TiNT; TiNT byly připraveny při koncentraci NaOH 10M, teplotě 120 °C po dobu 20 hodin.Giant. 2: Table of the effect of concentration of input T1O2 on the aspect ratio of the resulting TiNTs; TiNTs were prepared at 10M NaOH, 120 ° C for 20 hours.
Obr. 3: Tabulka vlivu reakčních podmínek na aspektní poměr výsledných TiNT; TiNT byly připraveny z anatasu o střední velikosti částic 1 pm a koncetraci T1O2 0,1 g/100 ml.Giant. 3: Table of the effect of reaction conditions on the aspect ratio of the resulting TiNTs; TiNTs were prepared from anatase with a mean particle size of 1 µm and a T 10 O 2 concentration of 0.1 g / 100 ml.
Obr. 4: Změřené elektronové diťřaktogramy (přerušované čáry) a teoreticky vypočtené rentgenové difraktogramy (plné čáry) TiNT (a), anatasu (b) a rutilu (c), které dokazují, že se krystalová struktura TiNT zásadně odlišuje od běžných modifikací T1O2. Difraktogram TiNT odpovídá příkladu 1; u ostatních příkladů je difraktogram TiNT totožný, pouze u příkladů 5*7 se na difraktogramu TiNT objevují navíc i píky zbytkového anatasu (které odpovídají difraktogramu (b)).Giant. 4: Measured electron dithractograms (dashed lines) and theoretically calculated X-ray diffractograms (solid lines) of TiNT (a), anatase (b) and rutile (c), which demonstrate that the crystal structure of TiNT is fundamentally different from conventional T1O2 modifications. The TiNT diffractogram corresponds to Example 1; in the other examples, the TiNT diffractogram is identical, only in the Examples 5 * 7, the residual anatase peaks (which correspond to the diffractogram (b)) also appear on the TiNT diffractogram.
Obr. 5: FESEM mikrofotografie TiNT podle příkladu 3, ilustrující výjimečně vysoký aspektní poměr připravených nanotrubek (TiNT jsou ve FESEM zobrazena jako bílá vlákna na tmavé podložce). Z poměru změřené průměrné tloušťky nanotrubek (D) a délek nanotrubek (Z) lze odhadnout, že aspektní poměr (D/L) je zde nejméně 500. Jedná se o spodní odhad, protože většina nanotrubek je tak dlouhá, že při daném zvětšeni přesahuje reálnou šířku obrázku.Giant. 5: FESEM micrographs of TiNTs according to Example 3 illustrating an exceptionally high aspect ratio of prepared nanotubes (TiNTs are shown in FESEM as white fibers on a dark background). From the ratio of the measured average nanotube thickness (D) to nanotube length (Z), it can be estimated that the aspect ratio (D / L) is at least 500 here. This is a lower estimate since most nanotubes are so long that landscape image.
Obr. 6: HRTEM mikrofotografie TiNT získaných podle příkladu 1, která ilustruje, že stěny nanotrubek jsou tvořeny zpravidla třemi vrstvami planámě uspořádaného T1O2 (TiNT jsou v HRTEM zobrazeny jako černé duté trubičky na světlejším pozadí; v pravém horním rohuje vložena Fourierova transformace, která ukazuje dva hlavní druhy periodicit v TiNT).Giant. 6: HRTEM photomicrographs of TiNTs obtained according to Example 1, illustrating that the nanotube's walls are typically made up of three layers of planar-arranged T1O2 (TiNTs are shown in the HRTEM as black hollow tubes on a lighter background; types of periodicities in TiNT).
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příklad 1Example 1
Výchozí TiO? ve formě anatasu rozemletého na prášek o střední velikosti částic 1 pm byl ‘ 1 suspendován v 10* M roztoku NaOH, přičemž koncentrace T1O2 v suspenzi činila 0,1 g/100 *· 7 ml. Suspenze byla následně temperována v míchaném autoklávu při teplotě 120 °C po dobu 20 hodin. Poté byl pevný podíl z reakční směsi zfiltrován, promyt vodou a vysušen lyofilizací. U suchého produktu byl stanoven průměr a délka pomocí měření z FESEM (field emission gun scanning electron microscopy) a TEM (transmission electron microscopy) mikrofotografií, krystalická struktura TiNT byla určena pomocí difrakčních metod PXRD (powder X-ray diffraction) a SAED (selected area electron diffraction), chemická čistota byla ověřena pomocí mikroskopických a spektroskopických metod EDX (energy dispersive analysis of X-rays) a RS (Raman Spectroscopy), počet vrstev byl určen pomocí HRTEM (high resoiution transmission electron microscopy). Bylo zjištěno, že průměr nanotrubek (D) činil 20 nm a jejich střední délka (L) byla nejméně 2 gm, takže průměrný aspektm poměr připravených nanotrubek (D/L), odhadnutý z obrazové analýzy, vykazoval hodnotu vyšší než 100. Podle HRTEM byly stěny nanotrubek tvořeny nejčastěji 3 vrstvami planámě uspořádaného TiO2, přítomnost zbytkového anatasu nebyla pomocí SAED, PXRD, ani RS detekována. Na elektronovém difraktogramu výsledných nanotrubek byly nalezeny tři nej intenzivnější, charakteristické píky pri hodnotách difřakčního vektoru q = 1,75 A'1, 2,05 A'1 a 3,35 A'1 a dva další Široké píky v okolí q = 4,20 A'1, 5,25 A'1.Default TiO? in the form of anatase, ground to powder with the mean particle size of 1 micron was' suspended in 1 * 10 M NaOH solution, the concentration of T1O2 in the suspension was 0.1 g / 100 * · 7 ml. The suspension was then tempered in a stirred autoclave at 120 ° C for 20 hours. The solid from the reaction mixture was then filtered, washed with water and freeze-dried. For dry product, diameter and length were determined using field emission gun scanning electron microscopy (FESEM) and transmission electron microscopy (TEM) measurements, the crystalline structure of TiNT was determined using powder X-ray diffraction (PXRD) and selected area SAED (selected area) electron diffraction), chemical purity was verified by microscopic and spectroscopic methods EDX (energy dispersive analysis of X-rays) and RS (Raman Spectroscopy), the number of layers was determined by HRTEM (high resoiution transmission electron microscopy). It was found that the diameter of the nanotubes (D) was 20 nm and their mean length (L) was at least 2 gm, so that the average aspect ratio of prepared nanotubes (D / L), estimated from image analysis, was above 100. the walls of nanotubes consist mostly of 3 layers of planarly arranged TiO 2 , the presence of residual anatase was not detected by SAED, PXRD or RS. On the electron diffractogram of the resulting nanotubes, the three most intense, characteristic peaks were found at the diffraction vector q = 1.75 A -1 , 2.05 A -1 and 3.35 A -1, and two other broad peaks around q = 4, 20 A ' 1 , 5.25 A' 1 .
Příklad 2Example 2
Výchozí TiO2 ve formě anatasu rozemletého na prášek o střední velikosti částic 200 nm byl suspendován v 10 M roztoku NaOH, přičemž koncentrace TiO2 v suspenzi činila 0,1 g/l00 ml. Z této suspenze byly za reakčních podmínek popsaných v Příkladu I připraveny TiNT. Vlastnosti výsledných TiNT byly vyhodnoceny způsobem popsaným v Příkladu 1 a bylo zjištěno, že průměr nanotrubek činil 15 nm a jejich střední délka byla nejméně 2 gm, takže průměrný aspektní poměr připravených nanotrubek byl nejméně 130. Průměrný počet vrstev planámě uspořádaného TiO2, pozorovaný na HRTEM mikrofotografiích, byl 3 stejně jako v příkladu 1. Na elektronovém difraktogramu výsledných nanotrubek byly opět nalezeny charakteristické píky: tři nej intenzivnější píky pri hodnotách difřakčního vektoru q- 1,75 A1, 2,05 A'1 a 3,35 A*1 a dva další široké píky v okolí q ~ 4,20 A1, 5,25 A‘l.The starting TiO 2 in the form of anatase ground to a powder with an average particle size of 200 nm was suspended in a 10 M NaOH solution, the TiO 2 concentration in the suspension being 0.1 g / 100 ml. TiNTs were prepared from this suspension under the reaction conditions described in Example I. Properties of TiNT were evaluated as described in Example 1 and it was found that the nanotube diameter was 15 nm and their mean length was less than 2 gm, so that the average aspect ratio of the prepared nanotubes is at least 130. The average number of layers arranged planate TiO 2, observed in HRTEM In the electron diffractogram of the resulting nanotubes, characteristic peaks were again found: the three most intense peaks at the diffraction vector q-values of 1.75 A 1 , 2.05 A -1 and 3.35 A * 1. and two additional broad peaks around q-1 4.20 a 5.25 a 'l.
Příklad 3Example 3
Výchozí TiO2 ve formě rutilu rozemletého na prášek o střední velikosti částic 1 gm bylThe starting TiO 2 in the form of rutile ground to a powder with a mean particle size of 1 gm was
Λ suspendován v 10M roztoku NaOH, přičemž koncentrace TiO2 v suspenzi činila 0,1 g/l00 ml. Z této suspenze byly za reakčních podmínek popsaných v Příkladu 1 připraveny TiNT. Vlastnosti výsledných TiNT byly vyhodnoceny způsobem popsaným v Příkladu 1 a bylo zjištěno, že průměr nanotrubek činil 40 nm a jejich střední délka byla minimálně 20 gm. takže průměrný aspektní poměr připravených nanotrubek byl vyšší než 500. Typický počet vrstev planámě uspořádaného TiO2, pozorovaných na HRTEM mikrofotografiích, vzrosti na 6. Na elektronovém difraktogramu výsledných nanotrubek byly opět nalezeny charakteristické píky:Λ suspended in a 10 M NaOH solution, the concentration of TiO 2 in the suspension being 0.1 g / 100 ml. TiNTs were prepared from this suspension under the reaction conditions described in Example 1. The properties of the resulting TiNTs were evaluated as described in Example 1 and the nanotubes were found to have a diameter of 40 nm and a mean length of at least 20 gm. so the average aspect ratio of the prepared nanotubes was greater than 500. Typical number of layers of flameproof TiO 2 observed in HRTEM photomicrographs was 6. The characteristic peaks were again found on the electron diffractogram of the resulting nanotubes:
tri nej intenzivnější píky při hodnotách difrakčního vektoru q = 1,75 A'1, 2,05 A1 a 3,35 A’1 a dva další široké píky v okolí q - 4,20 A'1, 5,25 A'1.the three most intense peaks at diffraction vector values q = 1.75 A '1, A 1 2.05 3.35 A' 1 and two additional broad peaks around q - 4.20 A-1, 5.25 A ' 1 .
Příklad 4Example 4
Výchozí TiO2 ve formě rutilu rozemletého na prášek střední velikosti částic 50 nm byl z \ suspendován v 10[M roztoku NaOH, přičemž koncentrace TiO2 v suspenzi činila 0,1 g/100 ml. Z této suspenze byly za reakčních podmínek popsaných v Příkladu 1 připraveny TiNT. Vlastnosti výsledných TiNT byly vyhodnoceny způsobem popsaným v Příkladu 1 a bylo zjištěno, že průměr nanotrubek činil 8 nm a jejich střední délka byla nejméně 1 pm, takže průměrný aspektní poměr připravených nanotrubek byl vyšší než 125. Na elektronovém difraktogramu výsledných nanotrubek byly opět nalezeny charakteristické píky: tri nej intenzivnější píky při hodnotách difrakčního vektoru q - 1,75 A’1,2,05 A*1 a 3,35 A‘l a dva další široké píky v okolí q = 4,20 A‘l, 5,25 A'1.The starting TiO 2 in the form of rutile ground to a 50 nm mean particle size powder was suspended in 10 µM NaOH solution, the TiO 2 concentration in the suspension being 0.1 g / 100 ml. TiNTs were prepared from this suspension under the reaction conditions described in Example 1. The properties of the resulting TiNTs were evaluated as described in Example 1 and the nanotubes were found to have a diameter of 8 nm and a mean length of at least 1 µm, so that the average aspect ratio of the prepared nanotubes was greater than 125. : the three most intense peaks at the values of the diffraction vector q - 1.75 A -1 , 2.05 A * 1 and 3.35 A -1 and two other broad peaks around q = 4.20 A -1 , 5.25 A ' 1 .
Příklad 5Example 5
Výchozí TÍO2 ve formě anatasu rozemletého na prášek o střední velikosti částic 1 pm byl suspendován v 10jM roztoku NaOH, přičemž koncentrace TiO2 v suspenzi činila 1,0 g/100 ml. Z této suspenze byly za reakčních podmínek popsaných v Příkladu 1 připraveny TiNT. Vlastnosti výsledných TiNT byly vyhodnoceny způsobem popsaným v Příkladu 1 a bylo zjištěno, že ve směsi se ojediněle vyskytovaly ísometrické částice anatasu a agregáty slepených nanotrubek, takže průměrný aspektní poměr připravených nanotrubek poklesl asi o 20 %. Na elektronovém difraktogramu výsledného produktu byly kromě charakteristických difrakcí nanotrubek (tři hlavní píky pri q = 1,75 A'1, 2,05 A'1 a 3,35 A'1 a dva další široké píky v okolí q = 4,20 A1, 5,25 A1) též difrakce náležející anatasu (nejintenzivnější píky při q = 1,80 A'1, 2,55 A’1 a 3,30 A'1).The starting TiO 2 in the form of anatase ground to a powder of mean particle size of 1 µm was suspended in 10 µM NaOH solution, the TiO 2 concentration in the suspension being 1.0 g / 100 ml. TiNTs were prepared from this suspension under the reaction conditions described in Example 1. The properties of the resulting TiNTs were evaluated as described in Example 1, and it was found that isomeric anatase particles and aggregates of glued nanotubes were rarely present in the mixture, so that the average aspect ratio of the prepared nanotubes decreased by about 20%. In addition to the characteristic diffraction of the nanotubes (three major peaks at q = 1.75 A -1 , 2.05 A -1 and 3.35 A -1, and two other broad peaks around q = 4.20 A 1 5.25 a 1) also diffractions due to anatase (most intense peaks at Q = 1.80 a-1, 2.55 a '1 and 3.30 a' 1).
Příklad 6Example 6
Výchozí TiO2 ve formě anatasu rozemletého na prášek o střední velikosti částic 1 pm byl suspendován v 10'M roztoku NaOH, přičemž koncentrace TiO-> v suspenzi činila 6,0 g/100 ml. Z této suspenze byly za reakčních podmínek popsaných v Příkladu 1 připraveny TiNT. Vlastnosti výsledných TiNT byly vyhodnoceny způsobem popsaným v Příkladu 1 a bylo zjištěno, že ve směsi se vyskytovaly ísometrické částice anatasu a agregáty nanotrubek, čímž se průměrný aspektní poměr připravených nanotrubek snížil přibližně o 40 %. Na elektronovém difraktogramu výsledného produktu byly kromě charakteristických difrakcí nanotrubek (tři hlavní píky při q = 1,75 A'1, 2,05 A4 a 3,35 A’1 a dva další široké píky v okolí q = 4,20 A4, 5,25 A4) též difrakce náležející anatasu (nejintenzivnější píky při q - 1,80 A4, 2,55 A4 a 3,30 A4).The starting TiO 2 in the form of anatase ground to a powder with a mean particle size of 1 µm was suspended in a 10 mM NaOH solution, the TiO 2 concentration in the suspension being 6.0 g / 100 ml. TiNTs were prepared from this suspension under the reaction conditions described in Example 1. The properties of the resulting TiNTs were evaluated as described in Example 1 and it was found that isometric anatase particles and nanotube aggregates were present in the mixture, thereby reducing the average aspect ratio of the prepared nanotubes by approximately 40%. In addition to the characteristic diffraction of the nanotubes (three main peaks at q = 1.75 A -1 , 2.05 A 4 and 3.35 A -1 ) and two other broad peaks around q = 4.20 A 4 , 5.25 A 4 ) also anatase-related diffraction (most intense peaks at q - 1.80 A 4 , 2.55 A 4 and 3.30 A 4 ).
Příklad 7Example 7
TiNT byly připraveny za stejných reakčních podmínek jako v příkladu 1, až na kratší reakční dobu, která činila 8 h (namísto 20 h). Podobný výsledný produkt jako v příkladech 5 a 6: ojedinělá přítomnost isometrických nanočástic anatasu a agregátů nanotrubek snížila průměrný aspektní poměr nanotrubek zhruba o 20% (takže namísto hodnoty 100 činil přibližně 80).TiNTs were prepared under the same reaction conditions as in Example 1, except for a shorter reaction time of 8 h (instead of 20 h). Similar end product to Examples 5 and 6: the unique presence of isometric anatase nanoparticles and nanotube aggregates reduced the average aspect ratio of nanotubes by about 20% (so that it was approximately 80 instead of 100).
IAND
IAND
Příklad 8 IExample 8 I
TiNT byly připraveny za stejných reakčních podmínek jako v příkladu 1, až na delší reakční dobu, která činila 60 h (namísto 20 h). Stejný výsledný produkt jako v příkladu 1 včetně průměrného aspektního poměru, který činil více než 100.TiNTs were prepared under the same reaction conditions as in Example 1, except for a longer reaction time of 60 h (instead of 20 h). The same end product as in Example 1, including an average aspect ratio of more than 100.
Příklad 9Example 9
TiNT byly připraveny za stejných reakčních podmínek jako v příkladu 1, až na nižší teplotu, která činila 60 °C (namísto 120 QC). Podobný výsledný produkt jako v příkladech 5 a 6: přítomnost isometrických nanočástic anatasu a agregátů nanotrubek snížila průměrný aspektníTiNT were prepared under the same reaction conditions as in Example 1, to a lower temperature which was 60 ° C (instead of 120 C Q). Similar end product to Examples 5 and 6: presence of isometric anatase nanoparticles and nanotube aggregates reduced average aspect
V poměr nanotrubek zhruba o 40% (takže namísto hodnoty 100 činil přibližně 60).In the ratio of nanotubes by about 40% (so instead of 100 it was about 60).
Příklad 10Example 10
TiNT byly připraveny za stejných reakčních podmínek jako v příkladu 1, až na vyšší teplotu, která činila 160 °C (namísto 120 °C). Stejný konečný produkt jako v příkladu 1 včetně průměrného aspektního poměru, který Činil více než 100.The TiNTs were prepared under the same reaction conditions as in Example 1, except for a higher temperature of 160 ° C (instead of 120 ° C). The same end product as in Example 1, including an average aspect ratio of more than 100.
Příklad 11Example 11
TiNT byly připraveny za stejných reakčních podmínek jako v příkladu 1, až na nižší koncentraci NaOH, která činila 5M (namísto 10 M). Podobný výsledný produkt jako v příkladech 5 a 6 až na pokles průměrného aspektního poměru nanotrubek asi o 30 % (takže namísto hodnoty 100 činil přibližně 70).TiNTs were prepared under the same reaction conditions as in Example 1, except for a lower NaOH concentration of 5M (instead of 10M). A similar end product as in Examples 5 and 6, except that the average aspect ratio of the nanotubes decreased by about 30% (so that it was approximately 70 instead of 100).
Přiklad 12Example 12
TiNT byly připraveny za stejných reakčních podmínek jako v přikladu 1, až na vyšší koncentraci NaOH, která činila 16 M (namísto 10 M). Stejný konečný produkt jako v příkladu 1 včetně průměrného aspektního poměru, který činil více než 100.TiNTs were prepared under the same reaction conditions as in Example 1, except for a higher NaOH concentration of 16 M (instead of 10 M). The same end product as in Example 1, including an average aspect ratio of more than 100.
Příklad 13Example 13
TiNT byly připraveny za stejných reakčních podmínek jako v příkladu 1, až na způsob sušení: v příkladu 1 šlo o sušení lyofilizací, zatímco zde byly nanotrubky sušeny ve vakuu při 60 °C nebo na vzduchu při laboratoní teplotě 25 °C. Byly dosaženy stejné výsledky jako v příkladu 1 až na skutečnost, že nanotrubky měly tendenci se spojovat do agregátů a klastrů, čímž narůstala jejich průměrná tloušťka a aspektní poměr poklesl přibližně na hodnotu 60.The TiNTs were prepared under the same reaction conditions as in Example 1 except for the drying method: Example 1 was freeze-drying, while here the nanotubes were dried under vacuum at 60 ° C or in air at room temperature 25 ° C. The same results were obtained as in Example 1 except that the nanotubes tended to join into aggregates and clusters, thereby increasing their average thickness and the aspect ratio dropping to approximately 60.
Příklad 14Example 14
TiNT byly připraveny za stejných reakčních podmínek jako v příkladu 1 a výsledný produkt byl promyt destilovanou vodou a neutralizován několika kapkami konc. HCI z alkalického prostředí do neutrálního, přirozeného pro biologické aplikace. Poté byl výsledný produkt promyt destilovanou vodou. Výsledkem byl stejný konečný produkt jako v příkladu 1 včetně průměrného aspektního poměru, který Činil více než 100.TiNTs were prepared under the same reaction conditions as in Example 1 and the resulting product was washed with distilled water and neutralized with a few drops of conc. HCl from alkaline to neutral, natural for biological applications. Then the resulting product was washed with distilled water. The result was the same end product as in Example 1 including an average aspect ratio of more than 100.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Nanotrubky na bázi oxidu titaničitého podle vynálezu jsou využitelné jako ztužující složka polymemích kompozitu, zvláště pak kompozitů určených pro výrobu skeletálních náhrad a implantátů v medicíně, dále jako složka augmentačních materiálů pro aplikace v medicíně a jako materiál pro výrobu speciálních filtrů.The titanium dioxide nanotubes according to the invention are useful as a reinforcing component of polymer composites, in particular composites intended for the manufacture of skeletal dentures and implants in medicine, as a component of augmentation materials for medical applications, and as a material for the manufacture of special filters.
Claims (17)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20100348A CZ302299B6 (en) | 2010-05-04 | 2010-05-04 | Nanotubes based on titanium white and process for producing thereof |
PCT/CZ2011/000045 WO2011137878A2 (en) | 2010-05-04 | 2011-05-02 | Nanotubes based on titanium dioxide with a high aspect ratio and a method of their preparation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20100348A CZ302299B6 (en) | 2010-05-04 | 2010-05-04 | Nanotubes based on titanium white and process for producing thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2010348A3 true CZ2010348A3 (en) | 2011-02-09 |
CZ302299B6 CZ302299B6 (en) | 2011-02-09 |
Family
ID=43536506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20100348A CZ302299B6 (en) | 2010-05-04 | 2010-05-04 | Nanotubes based on titanium white and process for producing thereof |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ302299B6 (en) |
WO (1) | WO2011137878A2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018082722A1 (en) | 2016-11-02 | 2018-05-11 | Ustav Makromolekularni Chemie Av Cr, V.V.I. | Polymeric thermoplastic biodegradable composition for production of inserts for treatment and prevention of local infections and a method of preparation thereof |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08259182A (en) | 1995-03-27 | 1996-10-08 | Tadano Ltd | Gentile stop device of crane |
US6027775A (en) | 1996-09-30 | 2000-02-22 | Chubu Electric Power Co., Inc. | Crystalline titania and process for producing the same |
CN100548889C (en) * | 2003-04-15 | 2009-10-14 | 住友化学株式会社 | Titania nanotube and manufacture method thereof |
US7147834B2 (en) | 2003-08-11 | 2006-12-12 | The Research Foundation Of State University Of New York | Hydrothermal synthesis of perovskite nanotubes |
MXPA04004265A (en) * | 2004-05-04 | 2005-11-09 | Mexicano Inst Petrol | Nanostructured titanium oxide material and method of obtaining same. |
CZ297774B6 (en) | 2005-05-25 | 2007-03-28 | Ceské technologické centrum pro anorganické pigmenty, akciová spolecnost | Process for producing nanofibers of photocatalytically active titanium dioxide |
KR100814951B1 (en) * | 2006-09-27 | 2008-03-19 | 한양대학교 산학협력단 | Production method of transition metal doped titanate dioxide nano-tube |
CN101538713B (en) * | 2009-03-19 | 2010-07-28 | 浙江大学 | Titanium dioxide thin film with dual-layer nano-ordered structure and preparation method thereof |
-
2010
- 2010-05-04 CZ CZ20100348A patent/CZ302299B6/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-05-02 WO PCT/CZ2011/000045 patent/WO2011137878A2/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ302299B6 (en) | 2011-02-09 |
WO2011137878A3 (en) | 2012-01-12 |
WO2011137878A2 (en) | 2011-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8728501B2 (en) | Composite material of inorganic nonmetallic mineral loaded with titania layer, preparation process and use thereof | |
US20100264097A1 (en) | Hollow porous microspheres | |
Nathanael et al. | Mechanical and photocatalytic properties of hydroxyapatite/titania nanocomposites prepared by combined high gravity and hydrothermal process | |
WO2007028972A1 (en) | Synthesis of pure rutile structure titanium oxide nanostructures | |
CN1159466A (en) | Method for making titanium oxide membrane | |
US9108862B2 (en) | Method of making rutile titanium dioxide microspheres containing elongated TiO2-nanocrystallites | |
Gao et al. | Effect of substrate pretreatment on controllable growth of TiO2 nanorod arrays | |
Nor et al. | Synthesis of TiO2 nanowires via hydrothermal method | |
KR101183745B1 (en) | Fabrication of SnO2 nanoparticle embedded TiO2 nanoifbers by electrospinning and photocatalytic application under UV light | |
KR101490456B1 (en) | Titanium dioxide nanorods and method for manufacturing thereof | |
Liu et al. | Fabrication and photocatalytic properties of flexible BiOI/SiO2 hybrid membrane by electrospinning method | |
Zhang et al. | Influences of acids on morphology and properties of TiO2 grown on electrospun PVDF fibers | |
Tan et al. | Growth of crystallized titania from the cores of amorphous tetrabutyl titanate@ PVDF nanowires | |
CZ2010348A3 (en) | Nanotubes based on titanium white and process for producing tghereof | |
Cole et al. | Hydrothermal synthesis of valve metal Zr-doped titanate nanofibers for bone tissue engineering | |
Tijani et al. | Synthesis and characterization of carbon doped TiO 2 photocatalysts supported on stainless steel mesh by sol-gel method | |
bin Osman et al. | Photocatalytic activity of nanostructured tubular TiO2 synthesized using kenaf fibers as a sacrificial template | |
Cole et al. | Hydrothermal synthesis of valve metal Ta-doped titanate nanofibers for potentially engineering bone tissue | |
JP5062988B2 (en) | Novel titanium oxide and method for synthesizing novel titanium oxide | |
Gao et al. | Hierarchical honeycomb anatase TiO2 with (100) facet: facile hydrothermal preparation and enhanced photocatalytic performance | |
CN1530327A (en) | Preparing method for crystalline nanometer titania material with controllable size | |
CZ20995U1 (en) | Titanium dioxide-based nanopipes | |
JP2004091315A (en) | Method for producing titanium dioxide fiber, titanium dioxide fiber, method for producing zirconia fiber and zirconia fiber | |
CN116282137B (en) | Ultrathin tetragonal BaTiO3Preparation method of nano-sheet | |
Liu et al. | Hierarchical Porous Plla@ Tio2 Fibrous Membrane for Enhanced and Stable Photocatalytic Efficiency |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20200504 |