清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Amorphous-to-Crystalline Transition during Sintering of Nascent TiO2 Nanoparticles in Gas-Phase Synthesis: A Molecular Dynamics Study

材料科学 无定形固体 结晶 纳米颗粒 纳米晶 分子动力学 烧结 化学物理 化学工程 相图 纳米晶材料 粒径 Crystal(编程语言) 过冷 相(物质) 结晶学 纳米技术 热力学 复合材料 计算化学 化学 有机化学 工程类 物理 程序设计语言 计算机科学
作者
Yihua Ren,Yiyang Zhang,Qian Mao,Heinz Pitsch
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:124 (50): 27763-27771 被引量:20
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.0c07961
摘要

A novel amorphous-to-crystalline transition during the sintering of nascent TiO2 nanoparticles in gas-phase synthesis is reported and investigated by molecular dynamics simulations. The potential energy and the coordination number of a single nanoparticle reveal that the nascent nanoparticle remains amorphous below a critical size. The size-dependent amorphous–crystalline transition is summarized in a size–temperature phase diagram. Among the three common polymorphs of TiO2, rutile has the smallest critical size due to its dense crystal structure. Considering the size-dependent particle structure, the initial nanocrystal could be first generated in the sintering between two amorphous nanoparticles in the bottom-up synthesis processes. Our molecular dynamics simulation results indicate that the coalesced nanoparticle remains amorphous at the initial stage of sintering and then crystallizes to a nanocrystal. Crystallization is observed only when the initial particle size is larger than 1.85 nm and the temperature is lower than 1650 K. For the sintering of two equal-sized 2 nm nanoparticles, the local Lindemann index distribution shows that crystallization originates at the particle surface with some atoms aligned in orders and then quickly expands to the entire nanoparticle within 0.5 ns. The sintered nanoparticle crystallizes faster at higher temperatures, where the time scale obeys Arrhenius behavior with a fitted activation energy of 147.5 kJ mol–1. Crystallization is faster for larger nanoparticles due to their higher extent of "supercooling" in the size–temperature phase diagram. In general, the nucleated crystal lattice is dominated by rutile and occasionally forms brookite.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
冷艳的又蓝完成签到 ,获得积分10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
Ruuo616完成签到 ,获得积分10
11秒前
浚稚完成签到 ,获得积分10
17秒前
明亮不弱完成签到 ,获得积分10
29秒前
科研通AI2S应助雪山飞龙采纳,获得10
29秒前
馨妈完成签到 ,获得积分10
35秒前
pucca完成签到 ,获得积分10
39秒前
49秒前
xirang2发布了新的文献求助10
53秒前
LiangRen完成签到 ,获得积分10
59秒前
1分钟前
火星上惜天完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
qinghe完成签到 ,获得积分10
1分钟前
种下梧桐树完成签到 ,获得积分10
1分钟前
帆帆帆完成签到 ,获得积分20
1分钟前
善学以致用应助超帅的萤采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
超帅的萤发布了新的文献求助10
1分钟前
安鹏应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
安鹏应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
2分钟前
yellowonion完成签到 ,获得积分10
2分钟前
lyw发布了新的文献求助30
2分钟前
2分钟前
Oliver完成签到 ,获得积分10
2分钟前
如意2023完成签到 ,获得积分10
2分钟前
拉长的秋白完成签到 ,获得积分10
2分钟前
pengchy完成签到,获得积分10
3分钟前
米奇妙妙屋完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5764758
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5554914
关于积分的说明 15406592
捐赠科研通 4899732
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2635956
邀请新用户注册赠送积分活动 1584135
关于科研通互助平台的介绍 1539403