40
В первом случае в растворы нитратов добавляют лимонную кислоту,
тщательно перемешивают раствор до ее полного растворения, упаривают.
Далее, как и в глицин-нитратном способе, происходит воспламенение смеси с
образованием пепла, который отжигают при более высоких температурах с
промежуточными перетираниями, в результате чего формируется
ультрадисперсный порошок сложного оксида.
Во втором случае в раствор нитратов металлов, помимо лимонной
кислоты вводят этиленгликоль. Раствор медленно упаривают до образования
резиноподобного прекурсора, который затем подвергают термической
обработке. В ходе синтеза металлические ионы и лимонная кислота образуют
хелатные комплексы. Хелаты имеют свободные гидроксильные группы, за
счет которых происходит полиэтерификация хелатов с многоатомным
спиртом (этиленгликолем, например). Вследствие
этого достигается
равномерное распределение ионов различных металлов в резиноподобном
прекурсоре, при сжигании которого и последующей термообработке
образуется однофазный высокодисперсный сложнооксидный продукт.
Как упоминалось выше, вместо лимонной кислоты можно использовать
любое другое органическое топливо, способное образовывать комплексы с
металлами. Например, в литературе имеется описание синтеза методом
Печини нанокристаллического
ниобата лития, где в качестве топлива
использована мочевина. В результате синтеза, последней стадией которого
был изотермический отжиг при 550
0
С в течение двух часов получен
однофазный продукт с размерами частиц менее 1 мкм, рис. 10.
41
Рис. 10. ПЭМ-изображение наночастиц LiNbO
3
, полученных методом
сжигания, 550
0
C, 2 ч.
Преимущества
метода Печини состоят в том, что он позволяет
приготовить сложные составы, обеспечивает хорошую однородность через
смешение исходных компонентов на молекулярном уровне в растворе,
позволяет контролировать стехиометрию в синтезируемых образцах, а также
не требует высокой температуры для реализации процесса. Методом Печини
обычно получают сложнооксидные материалы с размером частиц порядка
сотен нанометров.
Метод сжигания имеет множество разновидностей. При приготовлении
многокомпонентных смесей (особенно смесей
различных по химической
природе реагентов) могут возникать трудности с удержанием их в
42
растворимом состоянии. Существуют различные способы переведения всех
или нескольких компонентов таких смесей в комплексные соединения с
последующей сушкой и сжиганием полученных полупродуктов. В
литературе описано применение солей карбоновых кислот в целях получения
оксидных материалов, что привело к созданию нового направления синтеза –
карбоксилатной технологии, успешно развиваемой в настоящее время и
являющейся перспективной. Описано также получение YBa
2
Cu
3
O
7-x
из
растворов солей муравьиной кислоты. Применение
формиатов для синтеза
YBa
2
Cu
3
O
7-x
позволило получить шихту высокой гомогенности и
реакционной способности, не ниже достигнутой при использовании золь –
гель метода. В процессе пиролиза формиатов отсутствует возгонка
отдельных компонентов с потерей заданного стехиометрического
соотношения, которая возможна для нитратных систем.
Аналогичным способом синтезирован SrBi
2
Nb
2
O
9
из нитрата стронция,
оксалатониобата
аммония NH
4
H
2
[NbO(C
2
O
4
)
3
] и оксида висмута с
добавлением мочевины в качестве топлива. Полученное вещество
представляет собой тонкодисперсный порошок с размерами кристаллитов 12
– 15 нм и удельной поверхностью 13 – 3 м
2
/г в зависимости от температуры
обработки.
Достарыңызбен бөлісу: