Умкд "Методы получения наноразмерных материалов"

37
образовывать более или менее устойчивые комплексы. Синтез сложного 
оксида по глицин-нитратной технологии проводят следующим образом. 
Растворы нитратов металлов, взятые в стехиометрических количествах, 
необходимых для синтеза сложного оксида или твердого раствора на его 
основе, смешивают с глицином. Смесь упаривают. После испарения избытка 
воды реакционная смесь переходит в гомогенную сиропообразную жидкость. 
При дальнейшем нагревании смесь самовоспламеняется, в процессе горения 
происходит формирование частиц оксида. Самовоспламенение происходит 
при температурах Т
с
от 150 до 900
0
С, при этом значение Т
с
зависит от состава 
синтезируемого оксида. Реакция протекает быстро и очень бурно. Процесс 
идет в самоподдерживающемся режиме и завершается, когда топливо 
полностью заканчивается. Температура пламени варьируется между 1100 и 
1450
0
С в зависимости от глицин-нитратного соотношения. Полученный 
рыхлый и очень легкий «пепел» содержит продукт реакции, не 
прореагировавшие простые оксиды, сажу. Газообразными продуктами 
реакции являются углекислый газ, азот и пары воды.
Большое количество газов, выделяющееся при реакции, приводит к 
диспергированию твердого продукта, в результате чего возможно получение 
последнего размером частиц порядка десятков-сотен нм. Наиболее мелкие 
частицы получается при избытке глицина (в 1,25 – 1,6) раз по сравнению со 
стехиометрическим. Именно в этом случае реакция идет в режиме 
самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, температура 
пламени достигает наиболее высоких значений, а время синтеза резко 
сокращается.
Глицин, помимо того, что является топливом, также взаимодействует с 
ионами металлов в растворе, включая их в свою структуру, что повышает 
растворимость нитратов и предотвращает выпадение осадков при испарении 
воды. Также он способствует одновременному формированию оксидов 
металлов в едином температурном интервале, в результате чего реакция 
формирования сложного оксида протекает в области температур распада 

38
реакционной смеси. Из-за малых размеров частиц оксидов время совместной 
диффузии резко сокращается. Этому также способствует высокая 
температура в зоне реакции. 
В литературе имеется десятки статей по глицин-нитратному синтезу 
хромитов, кобальтитов, ферритов, галлатов, купритов, манганитов и других 
сложных оксидов, а также твердых растворов на их основе.
Например, синтез допированного галлата лантана состава LaCo
1-x
Ga
x
O
3
, 
с х=0,025, 0,05, 0,075, 0,1 проводили по реакции: 
La(NO
3
)
3
+ (1-x) Co(NO
3
)
2
+ x Ga(NO
3
)
3
+ 6 NH
2
CH
2
COOH = 
LaCo
1-x
Ga
x
O
3 
+ 
2
11 x
+
N
2
+ 12CO
2
+ 15H
2
O 
(23) 
«Пепел», полученный после самовоспламенения, отжигали при 
температурах 650 – 1200
0
С с промежуточными перетираниями, в результате 
чего получался мелкодисперсный допированный галлат лантана с удельной 
поверхностью 20 м
2
/г. Глицин-нитратный метод позволил получить 
значительно снизить температуру и время отжига, необходимые для 
получения конечного продукта, по сравнению с керамическим методом.
Глицин-нитратный методом также синтезирован алюмоиттриевый 
гранат Y
3
Al
5
O
12
, микрофотография которого представлена на рис. 9. 

39
Рис. 9. Нанопорошок ИАГ, полученный глицин-нитратным методом. 

жүктеу/скачать 2.32 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: