Синтез нанодисперсных порошков оксидов редкоземельных металлов
https://doi.org/10.17073/1609-3577j.met202405.601
Аннотация
В статье рассмотрена технология получения нанодисперсных порошков оксидов церия, иттрия и гадолиния. Процесс основан на осаждении из нитратов редкоземельных металлов (РЗМ) карбонатов и их термическом разложении. Установлено, что размеры частиц нанодисперсных порошков оксидов РЗМ зависят от концентрации исходного нитратного раствора редкоземельного металла, скорости проведения процесса осаждения карбоната, а также параметров его термического разложения — температуры и времени. Быстрая и равномерная подача осадителя в данной работе была реализована путем впрыскивания раствора (NH4)2CO3 в постоянно перемешиваемую реакционную массу. Для каждого из оксидов была подобрана оптимальная температура термообработки. Получены килограммовые партии наноразмерных порошков оксидов церия, иттрия и гадолиния с размерами частиц в диапазоне от 15 до 30 нм, однофазность которых подтверждена данными рентгенофазового анализа, а размеры частиц установлены при помощи просвечивающей электронной микроскопии.
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-65-10040, https://rscf.ru/project/23-65-10040/
Об авторах
А. А. Островская
ООО "ЛАНХИТ"
Россия
Россия
ш. Энтузиастов, д. 34, Москва, 105118
Островская Анна Андреевна — инженер-технолог, магистр
О. И. Андреева
ООО "ЛАНХИТ"
Россия
Россия
ш. Энтузиастов, д. 34, Москва, 105118
Андреева Ольга Ивановна — канд. хим. наук, заведующая лаборатории диагностики высокочистых неорганических материалов
К. А. Аксенова
ООО "ЛАНХИТ"
Россия
Россия
ш. Энтузиастов, д. 34, Москва, 105118
Аксенова Ксения Алексеевна — инженер-технолог, магистр
Е. Л. Чувилина
ООО "ЛАНХИТ"
Россия
Россия
ш. Энтузиастов, д. 34, Москва, 105118
Чувилина Елена Львовна — канд. техн. наук, директор
А. А. Гасанов
ООО "ЛАНХИТ"
Россия
Россия
ш. Энтузиастов, д. 34, Москва, 105118
Гасанов Ахмедали Амиралы оглы — канд. хим. наук, главный технолог
Е. В. Силина
Первый Московский государственный медицинский университет
имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2, Москва, 119048
Силина Екатерина Владимировна — доктор мед. наук, профессор
Список литературы
1. Бардаханов C.П., Лысенко В.И., Малов А.Н., Маслов Н.А., Номоев А.В. Структура и свойства керамики на основе нанодисперсных порошков оксида гадолиния и оксида иттрия. Физическая мезомеханика. 2008; 11(5): 111—114.
2. Титов А.А., Клименко М.А., Горячева Е.Г., Ополченова Н.Л., Степарева Н.Н., Соколова Н.П. Получение нанокристаллических порошков оксидов церия и иттрия при термическом разложении оксалатов, карбонатов и гидроксидов. Неорганические материалы. 2008; 44(10): 1229—1232.
3. Patel D. Rare-earth-doped nanoparticles prove illuminating. SPIE Newsroom. The international society for optics and photonics. 2008. 3 p. https://doi.org/10.1117/2.1200810.1292
4. Шмытько И.М., Кудренко Е.А., Струкова Г.К., Классен Н.В. «Изоморфные» фазы в нанодисперсных порошках оксидов редкоземельных металлов. Физика твердого тела. 2008; 50(6): 1108—1115.
5. Пат. № 2001124684/12 (РФ), МПК C01F17/00. Горячева Е.Г., Вдовина Л.В., Карманников В.П. Способ получения мелкодисперсного порошка оксида иттрия. Заявл. 06.09.2001; опубл. 10.12.2002.
6. Щербаков А.Б., Иванов В.К., Жолобак Н.М., Иванова О.С., Крысанов Е.Ю., Баранчиков А.Е., Спивак Н.Я., Третьяков Ю.Д. Нанокристаллический диоксид церия — перспективный материал для биомедицинского применения. Биофизика. 2011; 56(6): 995—1015.
7. Щербаков А.Б., Ермаков В.А., Жолобак Н.М., Иванов В.К. Методы получения биоматериалов на основе нанодисперсного диоксида церия. Биржа интеллектуальной собственности. 2014;13(4): 31—37.
8. Silina E.V., Ivanova O.S., Manturova N.E., Ivanova (Polezhaeva) O.S., Popov A., Mysina E.A., Artyushkova E.B., Kryukov A., Dodonova S.А., Kruglova M.P., Tinkov A.A., Skalny A.V., Ivanov V.K Influence of the synthesis scheme of nanocrystalline cerium oxide and its concentration on the biological activity of cells providing wound regeneration. International Journal of Molecular Sciences. 2023; 24(19): 14501. https://doi/org/10.3390/ijms241914501
9. Silina E.V., Ivanova O.S., Manturova N.E., Medvedeva O.A., Shevchenko A.V., Vorsina E.S., Achar R.R., Parfenov V.A., Stupin V.A. Antimicrobial activity of citrate-coated cerium oxide nanoparticles. Nanomaterials. 2024; 14(4): 354. https://doi/org/10.3390/nano14040354
10. Sakai N., Zhu L., Kurokawa A., Takeuchi H., Yano S., Yanoh T., Wada N., Taira Sh., Hosokai Y., Usui A., Machida Y., Saito H., Ichiyanagi Y. Synthesis of Gd2O3 nanoparticles for MRI contrast agents. Journal of Physics: Conference Series. 2012: 352(1): 2008. https://doi.org/10.1088/1742-6596/352/1/012008
11. Westmeyer G.G., Jasanoff A. Genetically controlled MRI contrast mechanisms and their prospects in systems neuroscience research. Magnetic Resonance Imaging. 2007; 25(6): 1004—1010. https://doi.org/10.1016/j.mri.2006.11.027
12. Ichiyanagi Y., Moritake S., Taira S., Setou M. Functional magnetic nanoparticles for medical application. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2007; 310(2): 2877—2879. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2006.11.083
13. Moritake S., Taira S., Ichiyanagi Y., Morone N.; Song S.-Y., Hatanaka T., Shigeki Y., Setou M. Functionalized nano-magnetic particles for an in vivo delivery system. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2007; 7(3): 937—944. https://doi.org/10.1166/jnn.2007.216
14. Shigeoka D., Katayanagi H., Moro Y., Kimura S., Mashino T., Hiroki T., Ichiyanagi Y. AC magnetic susceptibility of Co-Ti-Zn ferrite nanoparticles for hyperthermia agents. In: 3rd Inter. nanoelectronics conf. Hong-Kong, China; 2010. P. 904. https://doi.org/10.1109/inec.2010.5425140
15. Klasson A., Ahren M., Hellqvist E., Söderlind F., Rosén A., Käll P.-O., Uvdal K., Engström M. Positive MRI contrast enhancement in THP-1 cells with Gd2O3 nanoparticles. Contrast Media & Molecular Imaging. 2008; 3(3): 106—111. https://doi.org/10.1002/cmmi.236
16. Porosnicu I., Butnaru C.M., Tiseanu I., Stancu E., Munteanu Cr.V.A., Bogdan B., Duliu O.G., Nicolae F. SimaY2O3 nanoparticles and X-ray radiation-induced effects in melanoma cells. Molecules. 2021; 26: 3403—3419. https://doi.org/10.3390/molecules26113403
17. Setua S., Menon D., Asok A., Nair S., Koyakutty M. Folate receptor targeted, rare-earth oxide nanocrystals for bi-modal fluorescence and magnetic imaging of cancer cells. Biomaterials. 2010; 31(4): 714—729. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2009.09.090
18. Cavouras D., Kandarakis I., Panayiotakis G., Evangelou E.K., Nomicos C.D. An evaluation of the Y2O3:Eu3+ scintillator for application in medical x-ray detectors and image receptors. Medical Physics. 1996; 23(12): 1965—1975. https://doi.org/10.1118/1.597769
19. Skandani A., Pham T., Luhrs C., El-Genk M.S., Al-Haik M. Effects of composition and transparency on photo and radioluminescence of Y2O3:Eu complexes. Radiation Effects and Defects in Solids. 2011; 166(7): 501—512. https://doi.org/10.1080/10420150.2011.569720
20. Shivaramu N., Lakshminarasappa B., Nagabhushana. K.R., Singh F., Swart H.C. Synthesis, thermoluminescence and defect centres in Eu3+ doped Y2O3 nanophosphor for gamma dosimetry applications. Materials Research Express. 2017; 4(11): 115033. https://doi.org/10.1088/2053-1591/aa99ec
21. Santos S., Rodrigues O., Campos L. Bio-prototyping of europium-yttria based rods for radiation dosimetry. Materials Chemistry and Physics. 2017; 199(2017): 557—566. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2017.07.063
22. Traina C.A., Schwartz J. Surface modification of Y2O3 nanoparticles. Langmuir. 2007; 23(18): 9158—9161. https://doi.org/10.1021/la701653v
23. Гасанов А.А., Юрасова О.В., Арзманова А.Б., Данилова Е.А. Разработка методов синтеза наноразмерных порошков оксидом европия и гадолиния. В: Сб. тр. XIII Российско-Китайского симпозиума «Новые материалы и технологии». Казань, Россия, 21–25 сентября 2015 г. М.: ООО «Интерконтакт Наука»; 2015. Т. 2. С. 770—772.
24. Пат. № 2414330 (РФ), МПК В22F9/16, C01F17/00, B82B3/00.Соколова Н.П., Титов А.А., Лапшина И.Е., Вилянский А.М., Ополченова Н.Л., Еременко З.В. Способ получения наноразмерных порошков индивидуальных оксидов лантаноидов. Заявл.: 03.12.2008; опубл.: 20.03.2011.
25. Серебрянников В.В. Химия редкоземельных элементов. Под ред. Л.А. Алексеенко. В 2-х т. Томск: Издательство томского университета; 1959. Т. 1. 531 с.
Рецензия
Для цитирования:
Островская А.А., Андреева О.И., Аксенова К.А., Чувилина Е.Л., Гасанов А.А., Силина Е.В. Синтез нанодисперсных порошков оксидов редкоземельных металлов. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2024;27(3):245-253. https://doi.org/10.17073/1609-3577j.met202405.601
For citation:
Ostrovskaya A.A., Andreeva O.I., Aksyonova K.A., Chuvilina E.L., Gasanov A.A., Silina E.V. Synthesis of nanodisperse powders oxides of cerium, yttrium and gadolinium. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2024;27(3):245-253. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577j.met202405.601
Просмотров:
136
Послать статью по эл. почте 