Умкд "Методы получения наноразмерных материалов"



Pdf көрінісі
бет20/29
Дата20.05.2022
өлшемі2.32 Mb.
#458192
түріРеферат
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   ...   29
Методы синтеза

 
 
1.3.4. Пиролиз полимерно-солевых композиций 
Метод основан на проготовлении полимерно-солевых композиций с их 
последующим термическим разложением, в результате которого выделяется 
большое количество газа, что приводит к образованию мелкодисперсного 
продукта.
В качестве солевых компонентов используют термически неустойчивые 
соли органических кислот (ацетаты, формиаты, тартраты и др.) и 
неорганических (в основном нитраты, реже сульфаты, галогениды).
Для приготовления полимерной части используют поливиниловый 
спирт, полиакриламид, метилцеллюлозу.
Рассмотрим подробнее методику приготовления нанопорошков этим 
методом на примере синтеза смешанных станнатов бария и РЗМ Ba
2
MSnO
6-x
(M = Ce, La, Nd). Схема синтеза представлена на рис. 13. 
Рис. 13. Схема синтеза нанокристаллического продукта методом 
пиролиза полимера. 
Оксид РЗМ, хлорид олова (II), нитрат бария в стехиометрических 
соотношениях помещают в раствор азотной кислоты (азотная кислота 


47
необходима для растворения оксида редкоземельного металла) и 
перемешивают до полного растворения. Органический полимерный 
комплекс, содержащий ионы бария, олова и РЗМ, был приготовлен 
добавлением в исходный раствор лимонной кислоты и затем этиленгликоля 
(соотношение 1:1). При этом соотношение количества лимонной кислоты к 
общему количеству ионов металлов составило 3:1, что связано с тем, что 
металлы образуют комплекс с лимонной кислотой состава MK

(М - металл, 
К – лимонная кислота). После добавления в раствор этиленгликоля проводят 
нагревание до температуры 100
0
С, при которой происходит образование 
прозрачного раствора, затем – до 200
0
С, при которой идет реакция 
полиэтерификации за счет взаимодействия свободных карбоксильных групп 
лимонной кислоты и гидроксильных групп этиленгликоля, в результате чего 
образуется твердая полимерная резина. При температуре выше 400
0
С 
полимерная структура разрушается и образуется продукт разложения - пепел. 
Для выжигания из него микрочастиц углерода пепел отжигают при 550
0
С. 
Образующийся полупродукт содержит смесь простых оксидов и продукта – 
сложного оксида. Для полного превращения полупродукта в синтезируемый 
сложный оксид проводят его отжиг при температуре 750
0
С. Размер частиц 
порошков, полученных по этой методике, составляет 15 -16 мкм (рис. 14). 


48
Рис. 14. ПЭМ-изображение нанокристаллов: а) Ba
2
CeSnO
6
;
б) Ba
2
LaSnO
5,5
; в) Ba
2
NdSnO
5,5
, полученных методом пиролиза полимера. 


49
Отжиг при более высокой температуре приводит к укрупнению частиц, 
но даже при 1200
0
С размер частиц не превышает 35 нм.
В литературе также описано получение пиролизом полимерно-солевой 
композиции твердого раствора BaPr
0,7
Ga
0,3
O
3-δ
. В данном случае в качестве 
исходных материалов использовали оксиды неодима и празеодима и 
карбонат бария. После растворения их в азотной кислоте добавляли 
этилендиаминтетрауксусную кислоту, нейтрализовали раствор аммиаком
после чего добавляли полимер - акриламид и бисакриламид. Смесь 
нагревали до 80
0
С, при этой температуре буквально за несколько секунд 
происходила полимеризация, в результате которой образовывался 
полимерный гель. Гель нагревали до полного обезвоживания, после чего 
отжигали 10 часов при температурах 900 - 1000
0
С для выжигания частиц 
углерода и завершения синтеза. В результате получили нанопорошок с 
размером частиц не более 90 нм, рис. 15. 
Рис. 15. Нанопорошок BaPr
0,7
Ga
0,3
O
3-δ
, полученный методом пиролиза 
акриламидного полимера после отжига при 1110
0
С в течение 30 часов. 


50
Преимущество метода пиролиза полимерно-солевых композиций
состоит в том, что он позволяет синтезировать очень мелкие однофазные 
порошки, приготовление которых обычно или не требует дополнительного 
отжига, или отжиг проводят при умеренных температурах и небольших 
временах. Размер частиц порошков варьируется от 60 до 100 нм. Для данного 
метода характерна невысокая температура синтеза, он экспрессен и прост в 
проведении. 


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   ...   29




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет