Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1. Уравнения реакции получения наноцепей никеля.
Рис. 2. Уравнения реакции получения наноструктурированного сульфида никеля.
Рис. 3. Данные РФА полученных обра-зцов сульфида никеля: a) цепе-подобные нанотрубки; b) игольчатые наноструктуры.
Рис. 4. SEM-изображение полученных нанотрубок сульфида никеля.
Рис. 5. TEM-изображение цепеподоб-ной нанотрубки сульфида никеля. На вставке HRTEM-изображение той же нанотрубки.
Рис. 6. TEM и HRTEM-изображения игольчатой наноструктуры: a) "ёжик" из иголок; b) HRTEM-изображение отростка диаметром ~20 нм; c) HRTEM-изображение тонкого отростка диаметром ~12нм; d) HRTEM-изображение, показывающее "наноблизнецов" (отростки, растущие рядом)
Рис. 7. TEM-изображения (a, b, c) и SEM-изображения (d, e) продуктов синтеза с избытком тиомочевинной, две различные морфологии: цепеподобные нанотрубки и игольчатые наноструктуры.
Рис. 8. Микрочастицы, синтезированные при T=197 °С
Рис. 9. Схематическое представление этапов получения цепеподобных нанотрубок и игольчатых наноструктур сульфида никеля. a) Образование цепеподобных нанотрубок; b) Образование игольчатой наноструктуры путём разрушения образовавшихся нанотрубок; c) Образование игольчатой наноструктуры разрушения наноцепей никеля.
Рис. 10. Магнитные измерения для цепеподобных нанотрубок сульфида никеля: a) ZFC и FC измерения для температур от 5 до 350 К; b) измерение M(H) для нанотрубок при температуре 5 К.
Рис. 11. Магнитные измерения для игольчатых наноструктур сульфида никеля: a) ZFC и FC измерения для температур от 5 до 350 К; b) измерение M(H) для нанотрубок при температуре 5 К.

Получение цепеподобных нанотрубок и игольчатых наноструктур сульфида никеля с помощью "мокрой" химии

Ключевые слова:  магнитные материалы, материаловедение, наномагнетизм, наноструктура, нанотрубки, периодика

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

10 января 2008

Сульфид никеля привлекает огромное внимание благодаря своим уникальным свойствам, в том числе благодаря существованию перехода металл - изолятор, фазового превращения парамагнетик-антиферромагнетик, и использованию в качестве катализатора для реакции дегидросульфирования. Разработано множество методик получения наноматериалов на основе сульфида никеля с различной морфологией, в том числе наночастиц, полых наносфер, наностержней, нанотрубок, игольчатых наноструктур. Группа китайских учёных получила цепеподобные и игольчатые наноструктуры сульфида никеля, а также исследовала влияние внешних условий на морфологию и магнитные свойства полученных наноматериалов.

Авторы работы использовали наноцепи никеля в качестве прекурсоров, реагирующих с сероводородом, полученным разложением тиомочевины, для синтеза цепеподобных нанотрубок (NiS) и игольчатых наноструктур (Ni3S2). Наноцепи никеля были получены восстановлением NiCl2·6H2O моногидратом гидразина в присутствии поливинилпирролидона при постоянной температуре (рис.1). Молекулы полимера играют роль мягкого темплата. Реакция образования сероводорода и его взаимодействие с никелем представлены на рисунке 2.

Исследователи использовали следующую методику для синтеза цепеподобных нанотрубок сульфида никеля. Хлорид никеля и полимер (0.119 и 1.66 гр, соответственно) растворяли в 40 мл этиленгликоля. Затем к этой смеси по каплям добавляли при комнатной температуре раствор моногидрата гидразина (2.6 мл) в этиленгликоле (4 мл) при быстром перемешивании. Потом раствор нагревали до 158°С при постоянном перемешивании и выдерживали при данной температуре в течение 3 часов. Затем был добавлен раствор тиомочевины (0.114 гр) в этиленгликоле (16 мл), и при постоянном перемешивании смесь выдерживали в течение 7 часов. После того, как формировался чёрно-коричневый осадок нанотрубок дисульфида никеля, его центрифугировали, промывали несколько раз абсолютированным спиртом и высушивали в вакууме при температуре 60°С в течение 2 часов. Сульфид никеля с игольчатой структурой был получен аналогичным способом при добавлении большего количества тиомочевины (0.167 гр). Так же был проведён опыт с 0.137 гр тиомочевины на 0.142 гр хлорида никеля.

По данным РФА (рис.3) были рассчитаны параметры кристаллической решётки: для NiS a=5.64 A, α=116.54°, для Ni3S2 a=5.76 A, c=7.14 A, что хорошо согласуется с ранее опубликованными данными.

Морфология полученных образцов представлена на рисунках 4-6. Нанотрубки цепеподобного сульфида никеля имеют длину ~10µ и диаметр от 280 до 320 нм, при этом толщина стенок составляет 80-100 нм. Концы нанотрубок открыты (рис.4,5). Игольчатые наноструктуры сульфида никеля обладают тонкими отростками длиной 500-1000 нм с достаточно маленьким ядром диаметром ~200 нм. Основание игл имеет ~40 нм в диаметре, а верхняя часть - ~20 нм (рис.6).

Образцы, полученные в различных условиях, отличаются по своей микроструктуре от двух рассмотренных. При изменении концентрации тиомочевины процесс синтеза идёт по двум механизмам одновременно: образование цепеподобных нанотрубок и рост на них игольчатых наноструктур (рис.7). При повышении температуры синтеза происходит образование сфер (рис.8)

Авторы исследования предложили также модель образования той и другой структуры (рис.9) и провели измерения магнитных свойств в зависимости от температуры и внешнего поля (рис.10,11). Они обнаружили, что наноструктурированный Ni3S2 обладает на порядок более высокой намагниченностью насыщения (~1.8 emu/g), чем NiS (~0.14 emu/g). Авторы планируют дальнейшее изучение ферромагнетизма этих материалов.





Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Блистеринг и отслаивание
Блистеринг и отслаивание

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.