25
варьируется от 10 мин до 24 час. Высокое давление увеличивает температуру
кипения, поэтому процесс можно проводить при более высокой температуре,
чем в водных растворах при атмосферном давлении. С увеличением
температуры увеличивается
растворимость веществ, осаждение продукта
реакции происходит медленнее, кристаллы
продукта получаются более
мелкими, чем при осаждении в обычных условиях. Гидротермальный синтез
проводят в двух режимах:
1) для синтеза оксидных порошков методом высокотемпературного
гидролиза используют водные растворы соответствующих нитратов (0,01-4,0
М) с pH от 0.1 до 2.0;
2) при гидротермальной обработке гелей гидроксидов их соосаждение
проводят из растворов соответствующих нитратов (0,25-0,50 М)
добавляя
раствор аммиака (гидроксида натрия) при интенсивном перемешивании
магнитной мешалкой до величин рН в интервале от 6,0 до 12,0.
После автоклавирования реакционный сосуд охлаждают до комнатной
температуры. Продукт гидротермального синтеза отделяют от маточного
раствора фильтрованием на стеклянном фильтре и центрифугированием,
после чего промывают несколько раз
дистиллированной водой и
высушивают при 80-100
0
С.
В литературе описана методика гидротермального синтеза многих
простых и сложных оксидов. Например, для
синтеза в гидротермальных
условиях нанокристаллических порошков ферритов цинка ZnFe
2
O
4
, феррита
никеля NiFe
2
O
4
и никель-цинковых ферритов состава Ni
0,2
Zn
0,8
Fe
2
O
4
и
Ni
0,5
Zn
0,5
Fe
2
O
4
была использована методика, основанная на предварительном
соосаждении аммиаком соответствующих аморфных гидроксидов (при
оптимальной, предварительно установленной для всех систем величине рН =
8.0) с последующей гидротермальной обработкой геля. По этой методике
были синтезированы нанокристаллические (d = 10-20 нм, рис. 6) образцы
никель-цинковых ферритов состава Zn
x
Ni
1-x
Fe
2
O
4
(x=0, 0.5, 0.8, 1)
26
Рис. 6. Электронные микрофотографии (ПЭМ)
нанокристаллических
образцов ферритов: а) ZnFe
2
O
4
, б) Ni
0.2
Zn
0.8
Fe
2
O
4
.
Согласно имеющимся сведениям, гидротермальным методом был
проведен синтез нанокристаллических порошков
различных модификаций
ZrO
2
и TiO
2
с размерами частиц от 3 до 30 нм; CaWO
4
с размером частиц 20-
40 нм. CaWO
4
был получен по реакции
CaCl
2
(водн.) + Na
2
WO
4
(водн.)
⎯
⎯
⎯
→
⎯
=9
,
3
pH
NH
CaWO
4
↓ + 2NaCl (17)
в среде этиленгликоля или полиэтиленгликоля.
Гидротермальный метод получил широкое развитие в последнее
десятилетие благодаря сравнительной простоте и дешевизне (из
оборудования необходим только автоклав) и возможности получения
практически монодисперсных нанопорошков с
размером частиц в единицы
нанометров.
Достарыңызбен бөлісу: