Метод гидролиза в пламени

58
высокотемпературного 
гидролиза 
образуются 
мельчайшие 
капли 
расплавленного оксида. Например, при синтезе TiO
2
в пламени протекает 
реакция: 
ТiCl
4
+ 2H
2
O = TiO
2
+ 4HCl 
(24). 
Затем проводят резкое охлаждение, в результате чего формируются 
твердые наночастицы.
Высокотемпературным гидролизом получены оксиды кремния, 
алюминия, титана, хрома, железа, церия, никеля, олова, ванадия, циркония и 
др.
2.1.3. Метод импульсного лазерного испарения 
Метод заключается в импульсном лазерном испарении металлов в 
камере, 
содержащей 
необходимое 
количество 
газа-реагента, 
и 
контролируемой конденсации частиц на подложке. Схема установки синтеза 
представлена на рис. 19. 
Рис. 19. Схема установки синтеза наночастиц методом лазерного 
испарения металлов. 
В ходе диффузии атомов металла от мишени до подложки происходит 
взаимодействие металла с газом и образование требуемого соединения 
(например, оксида, в случае О
2
, нитрида – в случае N
2
или NH
3
, карбида – в 

59
случае CH
4
и т.д.). Например, этим методом получен нанооксид титана по 
реакции: 
Ti + O
2
= TiO
2 
(25). 
Данный метод дает возможность получить наночастицы смешанного 
состава, такие как смешанные оксиды/нитриды и карбиды/нитриды и смеси 
оксидов различных металлов. Наряду с газом реагентом камера наполняется 
инертным газом (Hе или Аr) при давлении 10
-2
– 1 Торр, способствующим 
созданию условий стационарной конвекции между подогреваемой нижней 
пластиной и охлаждаемой верхней пластиной. В эксперименте в результате 
одиночного импульса Nd:YAG-лазера (10
-8
с) испаряется более 10
14
атомов 
металла. Образование нового соединения происходит за счет взаимодействия 
«горячих» атомов металла с молекулами газа, сопровождающегося потерей 
энергии образовавшихся молекул при столкновении с молекулами инертного 
газа. Непрореагировавшие атомы металлов и образовавшиеся молекулы 
нового соединения попадают в результате конвекции в зону кристаллизации 
на охлаждаемой верхней пластине. Изменяя состав смеси инертного газа-
носителя и газа-реагента в камере и варьируя температурный градиент и 
мощность лазерного импульса, можно контролировать элементный состав и 
размеры получаемых наночастиц. 

жүктеу/скачать 2.32 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: