Получение и рентгенографическое исследование наноразмерных биметаллических порошков, содержащих платиновые металлы

• Автор: Филатов, Евгений Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 116 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление

Список принятых сокращений

Введение

1. Л итерагурн ы й обзор.

1.1. Номенклатура и классификация наноразмерных материалов

1.2. Применение биметаллических наноразмерных порошков

1.3. Способы получения наноразмерных частиц и порошков.

1.3.1. Синтез неорганических наиочастиц.

1.3.2. Получение тонких пленок

1.3.3. Физическое осаждение из газовой фазы РУО

1.3.4. Химическое осаждение из газовой фазы СУЭ.
1.3.5. Термодеструкция сосдинеиийпредшественников
1.4. Синтез и изучение двойных комплексных солей.
1.4.1. Литературные сведения о двойных комплексных солях
1.4.2. Современное состояние дел по синтезу и термолизу ДКС
1.5. Способы характеризации соединенийпредшественников и наноразмерных порошков.
1.5.1 Рентген дифракционный метод анализа.
1.5.1.1. Характеризация комплексных солей.
1.5.1.2. Исследование нанокристаллических материалов
1.5.1.3. Точность рентгендифракционпого метода
1.5.2. Электронная микроскопия
1.5.3. ЕХАР8спектроскопия
1.5.4. Адсорбционноемкостная порометрия
2. Экспериментальная часть.
2.1. Приборы, материалы, методики
2.2. Синтез соединений.
3. Результаты и их обсуждение
3.1. Системы с интермсталлидами Со, .
3.1.1. Структурная характеристика соединенийнредшественпиков.
3.1.2. Разложение прекурсоров в атмосфере гелия
3.1.3. Разложение прекурсоров в атмосфере водорода.
3.1.4. Xспсктроскопия.
3.2. Система несмешивающихся металлов .
3.3. Микроструктура наноразмерньтх частиц Со0.5оо,5о
3.3.1. Структурная характеристика сосдинснипредшественников.
3.3.2. Разложение прекурсоров в атмосфере гелия
3.3.3. Разложение прекурсоров в атмосфере водорода.
3.4. Двойные системы на основе рения
, , I, i,
3.4.1. Структурная характеристика соединенийпредшественников.
3.4.2. Разложение прекурсоров в атмосфере гелия
3.4.3. Разложение прекурсоров в атмосфере водорода.
3.5. Процесс восстановительного термолиза комплексных солей 352 и I352.
3.6. Уточнение границ двухфазной области на диаграммах состояния и I.
4. Основные результаты и выводы.
5. Список литературы
СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ДКС двойная комплексная соль
ii i порошковая база дифракционных данных
МПК международная патентная классификация
РФА рентгенофазовый анализ
РСА рентгеноструктурный анализ
ОКР область когерентного рассеяния
i i сканирующий электронный микроскоп ii энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия
ТЕМ ii i просвечивающий электронный микроскоп
ИК инфракрасная спектроскопия
КР спектроскопия комбинационного рассеяния
ТГ термогравиметрический анализ
ДТА А дифференциальный термический анализ
ДСК дифференциальная сканирующая калориметрия
ПАВ поверхностноактивные вещества
а.е.м. атомная единица массы
ВВЕДЕНИЕ
Для того чтобы понять устройство вселенной, нужно сначала поня ть язык, на котором она говорит
Галилео Галилей
Важную роль в современных научных исследованиях играют наноразмерные металлические материалы. Широкий интерес к этим объектам вызван их уникальными свойствами, большинство из которых зависит от размера частиц, например, такими как оптические, электронные или химические свойства. В совокупности с возможностью изменения микроструктуры таких объектов расширяются области их применения в современных технологиях. Перспективными в этом направлении являются исследования нанесенных биметаллических катализаторов и получение новых магнитных материалов.
Актуальность


Вопервых, требуемые металлы, будучи помещены в лигандное окружение в двойной комплексной соли, оказываются уже перемешаны на молекулярном уровне, что позволяет получать твердые растворы и ингерметаллиды при их восстановлении при достаточно низкой температуре 00С. Вовторых, простога синтеза исходного соединения практически все двойные комплексные соли малорастворимы и получаются смешиванием растворов, содержащих в требуемых стехиометрических пропорциях необходимые комплексные анионы и катионы. Это очень перспективно в практических применениях. В частности, дает возможность получать нанесенные катализаторы. Втретьих, возможность получения непрерывного ряда твердых растворов двойных комплексных соединений при изоморфном замещении однозарядных катионов или анионов, что в свою очередь позволяет варьировать соотношение мсталловкомплексообразователей. Вчетвертых, получение порошков твердых растворов металловкомплексообразователей заданного состава при температуре гораздо более низкой, чем при сплавлении компонентов, что обусловливает особые свойства этих твердых растворов. Таким образом, двойные комплексные соли ДКС представляют собой перспективные предшественники металлических порошков заданного состава и размера. Институте неорганической химии им. Николаева СО РАН. К настоящему моменту изучены соединения с тетрамминными и хлоропентамминными катионами платиновых металлов и тетра и гексагалоген идам и тяжелых металлов в качестве аниона, активно ведутся исследования солей, содержащих в анионной части окслатный лиганд. Представляемая работа является составной частью этих исследований с тем значительным отличием, что основная работа связана не с синтезом комплексных соединений, а с детальным изучением процесса образования наноразмерных порошков металлов комплексных солей и их последующих превращений при термической обработке отжиге. Знание механизма образования наноразмерных биметаллических частиц при термической деструкции соединенияпредшественников позволяет, варьируя параметры эксперимента атмосфера, температура, скорость нагрева и т. Исследование структурнофазовых превращений таких частиц при отжиге в различных условиях дает информацию о влиянии внешних параметров на свойства наночастиц и о динамике превращений, что, безусловно, важно в современной нанотехнологии. Цель работы состояла в синтезе и характеризации наноразмерных биметаллических порошков и исследовании структурных превращений этих фаз при термообработке. Научная новизна. Методом рентгеновской дифрактометрии поликристаллов определены кристаллоструктурные характеристики новых комплексных солей из них 5 синтезированы соискателем, содержащих платиновые и другие переходные металлы 352 М Со, Сг, , , I, 3. I3643 0, 1, 36I43, 35142. Исследованы новые металлические наноразмерные фазы конечные продукты восстановительного термолиза комплексных соединснийпредшествен ников. Для комплексных соединений 344222, 1i3512 и I3542 установлены стадии термолиза в атмосфере водорода, в том числе с привлечением метода i i дифрактометрии синхротронного излучения. В системе кобальтиридий установлена структура наноразмерного твердого раствора . ГЦК и ГПУ областей. Уточнены пределы твердофазной растворимости в субсолидусной части диаграмм состояния систем I и . Показано, что границы двухфазной области в системе I лежат в пределах ат. Установленные области существования твердых растворов значительно шире известных ранее. Практическая значимость работы состоит в получении важной информации о процессах термодеструкции комплексных соединений, содержащих платиновые иили другие переходные металлы, что необходимо для контролируемого размер, состав и т. Определены пределы взаимной растворимости компонентов в твердом состоянии в системах I и . Продемонстрирована возможность получения наноразмерных порошков твердых растворов с различной степенью свсрхструктурнот упорядочения в системах Со, , . Ii3512 и формирования наноразмерных порошков твердых растворов и 1го,ззео. I и . Апробация работы. I Всероссийской школеконференции Молодые ученые новой России.