Получение биметаллических наночастиц медь-никель восстановлением каприлатов в бензиловом спирте

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

На основе процесса совместного восстановления каприлатов меди и никеля в бензиловым спирте при 185°C разработан простой метод синтеза биметаллических наночастиц меди и никеля, которые могут представлять интерес для создания новых композиций электропроводящих чернил и паст для 2D- и 3D-печати. Полученные наночастицы охарактеризованы методами рентгенофазового анализа, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией. Полученные частицы представляют собой одно- или двухфазные биметаллические твердые растворы различного состава. Исследовано влияние фазового состава биметаллических порошков на их устойчивость к окислению. Показано, что увеличение содержания никеля в составе приводит к уменьшению степени окисления наночастиц. Предложенный способ является одностадийным, не требует использования дополнительных стабилизаторов и восстановителей, синтез проводится в одном реакторе и легко масштабируется. Метод также можно использовать для получения других би- и полиметаллических наночастиц.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Александр Игоревич Титков

Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук

Email: ologutenko@solid.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-0835-9985
Россия, Новосибирск, 630128

Евгений Юрьевич Герасимов

Институт катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук

Email: ologutenko@solid.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-3230-3335
Россия, Новосибирск, 630090

Александр Михайлович Воробьев

Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук

Email: ologutenko@solid.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-4896-3821
Россия, Новосибирск, 630128

Инна Александровна Мальбахова

Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук

Email: ologutenko@solid.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-4193-3571
Россия, Новосибирск, 630128

Татьяна Андреевна Борисенко

Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук

Email: ologutenko@solid.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-0341-8755
Россия, Новосибирск, 630128

Ольга Алексеевна Логутенко

Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: ologutenko@solid.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-1523-5446
Россия, Новосибирск, 630128

Список литературы

  1. Wu W. // Nanoscale. 2017. Vol. 9. P. 7342. doi: 10.1039/C⁷NR01604B
  2. Huang Q., Zhu Y. // Adv. Mater. Technol. 2019. Vol. 4. N 5. P. 1. doi: 10.1002/admt.201970029
  3. Nanotechnology for food packaging. Materials, processing technologies, and safety issues / Eds M. Cerqueira, J. Lagaron, L. Castro, A. Vicente. Amsterdam: Elsevier, 2018. 332 p.
  4. Rao V.K., Abhinav K.V., Karthik P.S., Singh S.P. // RSC Adv. 2015. Vol. 5. P. 77760. doi: 10.1039/C⁵ra12013f
  5. Magdassi S., Grouchko M., Kamyshny A. // Materials. 2010. Vol. 3. N 9. P. 4626. doi: 10.3390/ma3094626
  6. Songping W. // Microelectronics J. 2007. Vol. 38. N 1. P. 41. doi: 10.1016/j.mejo.2006.09.013
  7. Songping W., Li J., Jing N., Zhenou Z., Song L. // Intermetallics. 2007. Vol. 15. N 10. P. 1316. doi 10.1016/ j.intermet.2007.04.001
  8. Sharma M.K., Qi D., Buchner R.D., Scharmach W.J., Papavassiliou V., Swihart M.T. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2014. Vol. 6. N 16. P. 13542. doi: 10.1021/am5026853
  9. Seemala B., Cai C.M., Kumar R., Wyman C.E., Christopher Ph. // ACS Sustain. Chem. Eng. 2018. Vol. 6. N 2. P. 2152. doi: 10.1021/acssuschemeng.7b03572
  10. Pastor-Pérez L., Gu S., Sepúlveda-Escribano A., Rein T.R. // Int. J. Hydrog. Energy. 2019. Vol. 44. N 8. P. 4011. doi: 10.1016/j.ijhydene.2018.12.127
  11. Meneses-Brassea B.P., Borrego E.A., Blazer D.S., Sanad M.F., Pourmiri S., Gutierrez D.A., Varela-Ramirez A., Hadjipanayis G.C., El-Gendy A.A. // Nanomaterials. 2020. Vol. 10. N 10. P. 1988. doi: 10.3390/nano10101988
  12. Ban I., Stergar J., Drofenik M., Ferk G., Makovec D. // J. Magn. Magn. Mater. 2011. Vol. 323. N 17. P. 2254. doi: 10.1016/j.jmmm.2011.04.004
  13. Toshima, N., Yonezawa, T. // New J. Chem. 1998. Vol. 22. N 11. P. 1179. https://doi.org/10.1039/A805753B
  14. Ferk G., Stergar J., Makovec D., Hamler A., Jaglicic Z., Drofenik M., Ban I. // J. Alloys Compd. 2015. Vol. 648. N 5. P. 53. doi: 10.1016/j.jallcom.2015.06.067
  15. Stergar J., Ferk G., Ban I., Drofenik M., Hamler A., Jagodic M., Makovec D. // J. Alloys Compd. 2013. Vol. 576. P. 220. doi: 10.1016/j.jallcom.2013.04.130
  16. Wen M., Liu Q.Y., Wang Y.F., Zhu Y.Z., Wu Q.S. // Colloids Surf. (A). 2008. Vol. 318. P. 238. doi 10.1016/ j.colsurfa.2007.12.041
  17. Пугачев В.М., Захаров Ю.А., Васильева О.В., Карпушкина Ю.В., Додонов В.Г. // Химия в интересах устойчивого развития. 2015. Т. 23. С. 169. doi: 10.15372/KhUR²0150211
  18. Fiévet F., Ammar-Merah S., Brayner R., Chau F., Giraud M., Mammeri F., Peron J., Piquemal J.-Y., Sicard L., Viau G. // Chem. Soc. Rev. 2018. Vol. 47. P. 5187. doi: 10.1039/C⁷CS00777A
  19. Parimaladevi R., Parvathi V.P., Lakshmi S.S., Umadev M. // Mater. Lett. 2018. Vol. 211. P. 82. doi 10.1016/ j.matlet.2017.09.097
  20. Bonet F., Grugeon S., Dupont L., Herrera Urbina R., Guery C., Tarascon J.M. // J. Solid State Chem. 2003. Vol. 172. P. 111. doi: 10.1016/S0022-4596(02)00163-9
  21. Niederberger M., Bartl M.H., Stucky G.D. // J. Am. Chem. Soc. 2002. Vol. 124, N 46. P. 13642–13643. https://doi.org/10.1021/ja027115i
  22. Ляхов Н.З., Юхин Ю.М., Тухтаев Р.К., Мищенко К.В., Титков А.И., Логутенко О.А. // Химия в интересах устойчивого развития. 2014. Т. 22. № 4. С. 409.
  23. Юхин Ю.М., Титков А.И., Логутенко О.А., Мищенко К.В., Ляхов Н.З. // ЖОХ. 2017. Т. 87. № 12. С. 2057; Yukhin Yu.M., Titkov A.I., Logutenko O.A., Mishchenko K.V., Lyakhov N.Z. // Russ. J. Gen. Chem. 2017. Vol. 87. N 12. P. 2870. doi: 10.1134/S1070363217120180
  24. Юхин Ю.М., Логутенко О.А., Титков А.И., Ляхов Н.З. // Хим. технол. 2016. Т. 17. № 7. С. 314; Yukhin Yu.M., Logutenko O.A., Titkov A.I., Lyakhov N.Z. // Theor. Found. Chem. Eng. 2017. Vol. 51. N 5. P. 809. doi: 10.1134/S0040579517050232
  25. Титков А.И., Логутенко О.А., Булина Н.В., Юхин Ю.М., Ляхов Н.З. // Хим. технол. 2016. Т. 17. № 5. С. 202; Titkov A.I., Logutenko O.A., Bulina N.V., Yukhin Y.M., Lyakhov N.Z. // Theor. Found. Chem. Eng. 2017. Vol. 51. N 4. P. 557. doi: 10.1134/S004057951704014
  26. Titkov A.I., Logutenko O.A., Vorobyov A.M., Gerasimov E.Yu., Shundrina I.K., Bulina N.V., Lyakhov N.Z. // Colloids Surf. (A). 2019. Vol. 577. P. 500. doi 10.1016/ j.colsurfa.2019.06.008
  27. Tsybulya S.V., Cherepanova S.V., Soloviyova L.P. // J. Struct. Chem. 1996. Vol. 37, N 2. 332. https://doi.org/10.1007/bf02591064
  28. Пирсон У.Б. Кристаллохимия и физика металлов и сплавов. М.: Мир, 1977. T. 1. 419 c.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Рентгенограммы наночастиц меди (1) и никеля (2), полученных в результате восстановления их каприлатов бензиловым спиртом при температуре 180°C.

Скачать (64KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Рентгенограммы продуктов совместного восстановления каприлатов меди и никеля бензиловым спиртом при различном массовом соотношении металлов Cu:Ni = 3:1 (1), 2:1 (2), 1:1 (3), 1:2 (4) и 1:3 (5) при 180°C.

Скачать (145KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микроснимки порошков, полученных в результате восстановления каприлатов меди (а), никеля (б) и их смеси Cu:Ni = 1:1 (в) и 1:2 (г) бензиловым спиртом при 180°C.

Скачать (345KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изображения ПЭМВР морфологии (а) и кристаллической структуры (б) образца Cu:Ni = 1:1.

Скачать (259KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Данные ЭДС картирования частиц в образцах Cu:Ni = 1:1 (а), Ni (в) и Cu (г); (б) – распределение частиц Cu и Ni вдоль линии сечения одиночной частицы.

Скачать (429KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024