FORMATION OF NANOCOMPOSITES NI/C BASED OF POLYACRYLONITRILE UNDER IR-RADIATION
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2013-1-61-65
Abstract
The work is dedicated to obtaining nickel metal-carbon nanocomposites, based on IR-pyrolyzed polyacrylonitrile and nickel chloride hexahydrate, and the study of the structural characteristics of the synthesized material. Nanocomposites prepared under IR-based precursor pyrolysis of polyacrylonitrile (PAN) and nickel chloride hexahydrate (NiCl2 • 6H2O). Pyrolysis was carried out in the temperature range 150—700 °C. The grown nanocomposites are two-phase system of the carbon matrix formed during carbonization of PAN, and distributed in the nanoparticles of nickel (nickel oxide). The average size of the nanoparticles in the nanocomposite was 15—25 nm. The effect of temperature pyrolysis process IR precursor in the size of nickel nanoparticles obtained. It was determined that the distribution of nickel nanoparticles in size is defined by the temperature of the synthesis of the nanocomposite. So while the temperature increases prevailing average particle size of the metal increases and the distribution is blured and shifts toward larger sizes. By a calculation of the total Gibbs energy of possible reduction reactions of nickel chloride and oxide pyrolysis products PAN the possibility of formation of nanocomposites comprising nickel oxide nanoparticles, which are at a higher temperature infrared heating (more than 5000 °C) can be reducted up to zero-valent state at more higher temperature IR heatig.
About the Authors
D. G. Muratov
A. V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, RAS
Russian Federation
Russian Federation
E. V. Yakushko
University of Science and Technology MISiS
Russian Federation
Russian Federation
L. V. Kozhitov
A. V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, RAS
Russian Federation
Russian Federation
A. V. Popkova
University of Science and Technology MISiS
Russian Federation
Russian Federation
M. A. Pushkarev
Federal State Research and Design Institute of Rare Metal Industry
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Елисеев, А. А. Функциональные наноматериалы / А. А. Елисеев, А. В. Лукашин / – М. : Физматлит, 2010. – 452 с.
2. Alonso, F. A hightly reusable carbon-supported platinum catalyst for the hydrogen-transfer reduction of ketones / F. Alonso, P. Riente, F. Rodriguez-Reinoso, J. Ruiz-Martinez, A. Sepulveda-Escribano, M. Yus // Chem. Cat. Chem. – 2009. – V. 1, N 1. – P. 75—77.
3. Ряшенцева, М. А. Применение металлоуглеродных катализаторов в процессах превращения низших алифатических спиртов / М. А. Ряшенцева, Е. В. Егорова, А. И. Трусов, Е. Р. Нугманов, С. Н. Антонюк // Успехи химии. – 2006. – Т. 75, № 11. – С. 1119—1132.
4. Ефимов, М. Н. Получение и структура каталитических нанокомпозитных углеродных материалов, содержащих металлы платиновой группы / М. Н. Ефимов, Л. М. Земцов, Г. П. Карпачева, М. М. Ермилова, Н. В. Орехова, Г. Ф. Терещенко, Э. Л. Дзидзигури, Е. Н. Сидорова // Вестн. МИТХТ им. М. В. Ломоносова. – 2008. – Т. 3, № 1. – С. 66—69.
5. Земцов, Л. М. Углеродные наноструктуры на основе ИК-пиролизованного полиакрилонитрила / Л. М. Земцов, Г. П. Карпачева, М. Н. Ефимов, Д. Г. Муратов, К. А. Багдасарова // Высокомолек. соед. А. – 2006. – Т. 48, № 6. – С. 977—982.
6. Муратов, Д. Г. Исследование электропроводности и полупроводниковых свойств нового углеродного материала на основе ИК-пиролизованного полиакрилонитрила ((С3H3N)n) / Д. Г. Муратов, В. В. Козлов, В. В. Крапухин, Л. В. Кожитов, Л. М. Земцов, Г. П. Карпачева // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. – 2007. – № 3. – C. 26—30.
7. Уманский, Я. С. Кристаллография, рентгенография, электронная микроскопия / Я. С. Уманский, Ю. А. Скаков, А. Н. Иванов, Л. Н. Расторгуев. – М. : Металлургия, 1982. – 632 с.
8. Селиванов, В. Н. Экспрессные методы рентгеновского анализа распределений кристаллитов и дислокационной структуры деформированных поликристаллов / В. Н. Селиванов, В. Ф. Смыслов // Материаловедение. – 1998. – № 4. – С. 2—7.
9. Рыжонков, Д. И. Наноматериалы: учебное пособие / Д. И. Рыжонков, В. В. Левина, Э. Л. Дзидзигури. – М. : БИНОМ Лаборатория знаний, 2008.
10. Muratov, D. G. Formation of bimetal nanoparticles in the structure of C—Cu—Zn metal-carbon nanocomposite / D. G. Muratov, L. M. Zemtsov, G. P. Karpacheva, E. L. Dzidziguri, E. N. Sidorova // Nanotechnologies in Russia. – 2012. – V. 7, N 1. – P. 62—66.
11. Пат. РФ № 2455225. Способ получения нанокомпозита FeNi3/пиролизованный полиакрилонитрил / Л. В. Кожитов, А. В. Костикова, В. В. Козлов. Зарегистрировано 10.07.2012.
12. Костикова, А. В. Структурные особенности нанокомпозита FeNi3/C, полученного при ИК-нагреве / А. В. Костикова, В. В. Козлов, В. А. Тарала // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. – 2012. – № 2. – С. 61—64
13. Муратов, Д. Г. Металлоуглеродные нанокомпозиты на основе полиакрилонитрила и металлов группы железа: получение, свойства, стабильность / Д. Г. Муратов, Л. В. Кожитов, В. В. Козлов, А. В. Костикова, Н. А. Валиахметова // Тр. VIII Междунар. конф. «Перспективные технологии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов». – Курск, 2011. – С. 304—318.
14. Земцов, Л. М. Углеродные наноструктуры на основе ИК-пиролизованного полиакрилонитрила / Л. М. Земцов, Г. П. Кар- пачева, М. Н. Ефимов, Д. Г. Муратов, К. А. Багдасарова // Высокомолек. соед. А. 2006. – T. 48, № 6. – C. 977—982.
15. Козлов, В. В. Особенности образования системы полисопряженных связей полиакрилонитрила в условиях вакуума при термической обработке / В. В. Козлов, Г. П. Карпачева, В. С. Петров, Е. В. Лазовская // Там же. – 2001. T. 43, № 1. – C. 20.
16. Белов, Г. В. ASTD — электронный справочник по термодинамическим, термохимическим и теплофизическим свойствам индивидуальных веществ / Г. В. Белов, Б. Г. Трусов. – М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1990—1993.
Review
For citations:
Muratov D.G., Yakushko E.V., Kozhitov L.V., Popkova A.V., Pushkarev M.A. FORMATION OF NANOCOMPOSITES NI/C BASED OF POLYACRYLONITRILE UNDER IR-RADIATION. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2013;(1):61-65. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2013-1-61-65
Views:
949
Email this article 