Каталазоподібна активність вуглецевих нанотрубок, декорованих нанооксидом церію

Abstract

Синтезовано серію матеріалів на основі вуглецевих нанотрубок та нанооксиду церію (ВНТ – СеО₂) за реакцією осадження нітрату церію у водному середовищі при кімнатній температурі без стабілізаторів. Вміст СеО₂ в нанокомпозитах варіюється в межах 0,66 – 15,29 % мас. Досліджено каталітичну каталазоподібну активність нанооксиду церію, ВНТ та їх нанокомпозитів у реакції розкладання пероксиду водню при значеннях рН середовища 8 – 11. Знайдено екстремальну залежність каталітичної активності нанооксиду церію та церієвмісних нанокомпозитів від рН середовища з рН-оптимумом в межах 9,5 – 10,5. Встановлено, що збільшення вмісту СеО₂ у нанокомпозиті призводить до погіршення його каталітичних властивостей, що пояснюється агломерацією частинок нанооксиду, зменшенням їхньої питомої поверхні та поверхневих Се³⁺/Се⁴⁺ дефектів.

A series of CNT – СеО₂ nanocomposites was synthesized by the reaction of cerium nitrate deposition in the aqueous media at room temperature without stabilizers. Amount of СеО₂ in the nanoсоmposites varies from 0,66 to 15,29 %. The catalase–mimetic activity of nanoceria, pristine CNT and their nanocomposites was studied in the reaction of hydrogen peroxide decomposition in the pH range of 8 – 11. An extremal dependence of the enzyme-mimetic activity on the pH-value with the pH-optimum at 9.5 – 10.5 was found for nanoceria and nanoceria-containing materials. It was shown that catalytic activity of nanocomposites decreased with the increase of СеО₂ content, that can be explained by the agglomeration of the nanoparticles that causes the surface area reduction and the decrease of the surface defects Се³⁺/Се⁴⁺ quantity.

Синтезирована серия материалов на основе углеродных нанотрубок и нанооксида церия (ВНТ – СеО₂) реакцией осаждения нитрата церия в водной среде при комнатной температуре без стабилизаторов. Содержание СеО₂ в нанокомпозитах варьируется в пределах 0,66 – 15,29 % масс. Исследована каталитическая каталазоподобная активность нанооксида церия, УНТ и их нанокомпозитов в реакции разложения пероксида водорода при значениях рН среды 8 – 11. Найдена экстремальная зависимость каталитической активности нанооксида церия и цериесодержащих нанокомпозитов от рН среды с рН-оптимумом в пределах 9,5 – 10,5. Показано, что увеличение содержания СеО₂ в нанокомпозитах приводит к ухудшению его каталитических свойств, что объясняется агломерацией частиц нанооксида, уменьшением их удельной поверхности и поверхностных Се³⁺/Се⁴⁺ дефектов.