Материалы и методы нанотехнологий : учебное пособие



Download 3,3 Mb.
Pdf ko'rish
bet17/71
Sana20.03.2022
Hajmi3,3 Mb.
#502099
TuriУчебное пособие
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   71
Bog'liq
nano


разделение компонентов, сушка продукта осаждения. Имеются дан-
ные о получении с использованием этого метода порошка Y
2
O
3
с ча-
стицами сферической формы размером до 800 нм и порошка серебра 
размером частиц до 2 нм.
Криогенная сушка
коллоидных растворов тоже позволяет полу-
чать нанопорошки

Криохимический метод получения нанопорошков 
оксидов металлов заключается в растворении солей, быстром замора-
живании полученных растворов, сублимации растворителя и терми-
ческом разложении остатка. В этом случае раствор распыляют в каме-
ру с криогенной средой, где он замерзает в виде мелких частиц. Затем 
давление газовой среды снижается до значения, меньшего, чем рав-
новесное давление над замороженным растворителем. После этого 
материал нагревают при непрерывной откачке для возгонки раство-
рителя. В результате образуются тончайшие пористые гранулы одина-
кового состава, прокаливанием которых получают порошки. Данным 
методом были получены порошки оксидов Cu, Y и порошки системы 
Al
2
O
3
— 10 мас. % ZrO
2
— 2 мас. % MgО. К преимуществам данного 
метода относится возможность получения гомогенных нанопорош-
ков сложного состава.


34
глава 1. Методы синтеза наночастиц и нанопорошков
1.4. химическая конденсация
Химические методы получения наночастиц и ультрадисперсных 
систем известны достаточно давно. Как уже сообщалось, коллоидный 
раствор золя золота (красного цвета) размером частиц 20 нм был по-
лучен в 1857 году М. Фарадеем. Агрегативная устойчивость золя объ-
ясняется образованием двойного электрического слоя на поверхности 
раздела твердое тело — раствор и возникновением электростатиче-
ской составляющей расклинивающего давления, являющегося основ-
ным фактором стабилизации данной системы.
Наиболее простым и часто используемым способом является син-
тез наночастиц в растворах при протекании различных реакций. Для 
получения металлических наночастиц применяют реакции восста-
новления, при которых в качестве восстановителя используют алю-
мо- и борогидриды, тетрабораты, гипофосфиты и многие другие
неорганические и органические соединения.
Наноразмерные частицы солей и оксидов металлов получают чаще 
всего в реакциях обмена и гидролиза. Например, золь золота разме-
ром частиц 7 нм может быть получен восстановлением хлорида золо-
та боргидридом натрия с использованием в качестве стабилизатора 
додекантиола. Тиолы широко используются для стабилизации нано-
частиц полупроводников.
В качестве стабилизаторов используют и другие органические со-
единения, способные образовывать поверхностные комплексы.
Реакцию гидролиза проводят в органических растворителях. По-
следующая полимеризация приводит к образованию геля:
M(OR)
4
+ 4H
2

→ 
M(OH)
4
+ 4ROH
 m
M(OH)
n
 

(MO
2
) + 2
m
H
2
O
Этот метод обладает чрезвычайно широкими возможностями и по-
зволяет получать материалы, содержащие и биологически активные 
макромолекулы.


35
1.5. Пиролиз
1.5. Пиролиз
Получение нанокристаллических порошков металлов и соедине-
ний с помощью пиролиза (термическое разложение в специальной 
атмосфере) связано с использованием прекурсоров, которыми обыч-
но служат сложные элементо- и металлоорганические соединения, 
полимеры, гидроксиды, карбонилы, формиаты, нитраты, оксалаты, 
амиды, имиды, азиды металлов. Прекурсоры содержат все или почти 
все химические элементы, которые должны присутствовать в полу-
чаемом продукте. Нагрев прекурсоров до определенной температу-
ры приводит к их разложению с образованием синтезируемого веще-
ства и выделением газовой фазы.
Высокодисперсные металлические порошки получают термиче-
ским разложением различных солей. Например, пиролизом формиа-
тов железа, кобальта, никеля, меди в вакууме или инертном газе при 
температуре от 470 до 530 K получают дисперсные порошки металлов 
средним размером частиц от 100 до 300 нм. Нанокристаллический по-
рошок нитрида алюминия AlN средним размером частиц 8 нм полу-
чают разложением в аммиаке при 900 K полиамида алюминия. Бори-
ды переходных металлов можно получать пиролизом борогидридов 
при значении от 600 до 700 K, т. е. при температуре, которая гораздо 
ниже обычных температур твердофазного синтеза.
В общем виде основную реакцию пиролиза формиатов можно пред-
ставить в виде следующего результирующего уравнения:
Me(HCOO)
n
→ 
MeO + H
2
+ CO + H
2
O + Me 
При этом реакция восстановления оксидов металлов газами CO 
и H
2
, выделяющимися при пиролизе, рассматривается как вторичная. 
По той же схеме происходит разложение формиатов Cu и Zn и дру-
гих металлов.
Следует отметить, что при пиролизе формиатов Cu и Ni преобла-
дает выход свободного металла, а при пиролизе формиатов Mn и Fe — 
выход оксидов металлов. Другие формиаты металлов могут занимать 
промежуточное положение; например, при пиролизе формиата ко-
бальта образуется от 50 до 60 % CoO и от 50 до 40 % Co.


36
Download 3,3 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   71




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish