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

 

Самоорганизация монодисперсных коллоидных частиц
Самоорганизация монодисперсных коллоидных частиц

Научно-популярный лекторий РНФ на Международном молодежном научном форуме «Ломоносов-2019»
С 9 по 11 апреля российские ученые рассказывают о своих научных исследованиях, которые выполняются по грантам Российского научного фонда. Лекции проходят в рамках Лектория РНФ во время проведения Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2019».

Фестивали «От Винта!» и NAUKA 0+ представили инновационные проекты на выставке Hannover Messe 2019
Ганновер (Германия) 5 апреля 2019 года. – Объединённая экспозиция Фестиваля детского и молодежного научно-технического творчества “От Винта!” и Всероссийского фестиваля NAUKA 0+ была представлена на крупнейшей выставке промышленных технологий Hannover Messe 2019 в Германии в составе стенда Российской Федерации, организованного Российским экспортным центром при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ.

Стань магистрантом в области светодиодных технологий без экзаменов
От бакалавриата к магистратуре без вступительных экзаменов уже сейчас? С портфолио возможно все! Участвуйте в конкурсе «Науке нужен ты!» и получайте бюджетный билет в первую в России магистерскую программу в области светодиодных технологий и оптоэлектроники Университета ИТМО!

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
А.А.Семенова
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

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.