Перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран

Одержано порошки мікрокристалічного, нанокристалічного та аморфного ніклю, а також нанокомпозити на основі декстрану та нанокристалічного ніклю. Методами електронної мікроскопії, рентґеноструктурного аналізу, диференціального термічного аналізу та диференціальної термогравіметрії вивчено структу...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автори:	Семко, Л.С., Кручек, О.І., Дзюбенко, Л.С., Горбик, П.П., Оранська, О.І.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2008
Назва видання:	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/76021
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран / Л.С. Семко, О.І. Кручек, Л.С. Дзюбенко, П.П. Горбик, О.І. Оранська // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 1. — С. 137-146. — Бібліогр.: 14 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-76021
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-760212015-10-28T12:17:34Z Перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран Семко, Л.С. Кручек, О.І. Дзюбенко, Л.С. Горбик, П.П. Оранська, О.І. Одержано порошки мікрокристалічного, нанокристалічного та аморфного ніклю, а також нанокомпозити на основі декстрану та нанокристалічного ніклю. Методами електронної мікроскопії, рентґеноструктурного аналізу, диференціального термічного аналізу та диференціальної термогравіметрії вивчено структури й процеси перетворення порошків ніклю і нанокомпозиту Ni/декстран. Досліджено особливості кристалізації аморфного і нанокристалічного Ni, його окиснення в порошках і нанокомпозиті Ni/декстрин; визначено точку Кюрі. Получены порошки микрокристаллического, нанокристаллического и аморфного никеля, а также нанокомпозиты на основе декстрана и нанокристаллического никеля. Методами электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, дифференциального термического анализа и дифференциальной термогравиметрии исследованы структуры и процессы преоазования порошков никеля и нанокомпозита Ni/декстран. Изучены особенности кристаллизации аморфного и нанокристаллического Ni, его окисления в порошках и нанокомпозите Ni/декстран; определена точка Кюри. Powders of microcrystalline, nanocrystalline and amorphous nickel, and nanocomposites based on dextrane and nanocrystalline nickel are fabricated. Using electron microscopy, x-ray spectroscopy, differential thermal analysis, and differential thermogravimetry, both the structures and the transformations of nickel powders and Ni/dextrane nanocomposite are investigated. The features of crystallization processes in amorphous and nanocrystalline nickel and its oxidation in powders and Ni/dextrane nanocomposite are studied. The Curie temperature is determined. 2008 Article Перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран / Л.С. Семко, О.І. Кручек, Л.С. Дзюбенко, П.П. Горбик, О.І. Оранська // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 1. — С. 137-146. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. 1816-5230 PACS numbers: 61.10.Nz,61.43.Gt,64.70.Nd,81.05.-t,81.07.Wx,81.16.-c,81.70.Pg http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/76021 uk Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	Одержано порошки мікрокристалічного, нанокристалічного та аморфного ніклю, а також нанокомпозити на основі декстрану та нанокристалічного ніклю. Методами електронної мікроскопії, рентґеноструктурного аналізу, диференціального термічного аналізу та диференціальної термогравіметрії вивчено структури й процеси перетворення порошків ніклю і нанокомпозиту Ni/декстран. Досліджено особливості кристалізації аморфного і нанокристалічного Ni, його окиснення в порошках і нанокомпозиті Ni/декстрин; визначено точку Кюрі.
format	Article
author	Семко, Л.С. Кручек, О.І. Дзюбенко, Л.С. Горбик, П.П. Оранська, О.І.
spellingShingle	Семко, Л.С. Кручек, О.І. Дзюбенко, Л.С. Горбик, П.П. Оранська, О.І. Перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
author_facet	Семко, Л.С. Кручек, О.І. Дзюбенко, Л.С. Горбик, П.П. Оранська, О.І.
author_sort	Семко, Л.С.
title	Перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран
title_short	Перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран
title_full	Перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран
title_fullStr	Перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран
title_full_unstemmed	Перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран
title_sort	перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран
publisher	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
publishDate	2008
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/76021
citation_txt	Перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран / Л.С. Семко, О.І. Кручек, Л.С. Дзюбенко, П.П. Горбик, О.І. Оранська // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 1. — С. 137-146. — Бібліогр.: 14 назв. — укр.
series	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
work_keys_str_mv	AT semkols peretvorennâvnanostrukturnihporoškahníklûínanokompozitíníkelʹdekstran AT kručekoí peretvorennâvnanostrukturnihporoškahníklûínanokompozitíníkelʹdekstran AT dzûbenkols peretvorennâvnanostrukturnihporoškahníklûínanokompozitíníkelʹdekstran AT gorbikpp peretvorennâvnanostrukturnihporoškahníklûínanokompozitíníkelʹdekstran AT oransʹkaoí peretvorennâvnanostrukturnihporoškahníklûínanokompozitíníkelʹdekstran
first_indexed	2025-07-06T00:30:24Z
last_indexed	2025-07-06T00:30:24Z
_version_	1836855407427977216
fulltext	137 PACS numbers: 61.10.Nz, 61.43.Gt, 64.70.Nd, 81.05.-t, 81.07.Wx, 81.16.-c, 81.70.Pg Перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран Л. С. Семко, О. І. Кручек, Л. С. Дзюбенко, П. П. Горбик, О. І. Оранська Інститут хімії поверхні НАН України, вул. Генерала Наумова, 17, 03164 Київ, Україна Одержано порошки мікрокристалічного, нанокристалічного та аморфного ніклю, а також нанокомпозити на основі декстрану та нанокристалічного ніклю. Методами електронної мікроскопії, рентґеноструктурного аналізу, диференціального термічного аналізу та диференціальної термогравіметрії вивчено структури й процеси перетворення порошків ніклю і нанокомпози- ту Ni/декстран. Досліджено особливості кристалізації аморфного і нанок- ристалічного Ni, його окиснення в порошках і нанокомпозиті Ni/декстрин; визначено точку Кюрі. Получены порошки микрокристаллического, нанокристаллического и аморфного никеля, а также нанокомпозиты на основе декстрана и нанокри- сталлического никеля. Методами электронной микроскопии, рентгеност- руктурного анализа, дифференциального термического анализа и диффе- ренциальной термогравиметрии исследованы структуры и процессы преоб- разования порошков никеля и нанокомпозита Ni/декстран. Изучены осо- бенности кристаллизации аморфного и нанокристаллического Ni, его окис- ления в порошках и нанокомпозите Ni/декстран; определена точка Кюри. Powders of microcrystalline, nanocrystalline and amorphous nickel, and nano- composites based on dextrane and nanocrystalline nickel are fabricated. Using electron microscopy, x-ray spectroscopy, differential thermal analysis, and dif- ferential thermogravimetry, both the structures and the transformations of nickel powders and Ni/dextrane nanocomposite are investigated. The features of crystallization processes in amorphous and nanocrystalline nickel and its oxidation in powders and Ni/dextrane nanocomposite are studied. The Curie temperature is determined. Ключові слова: нанокристалічний нікель, нанокомпозит, декстран, пере- творення, синтез. (Отримано 1 березня 2007 р.) Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2008, т. 6, № 1, сс. 137—146 © 2008 ІМФ (Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України) Надруковано в Україні. Фотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 138 Л. С. СЕМКО, О. І. КРУЧЕК, Л. С. ДЗЮБЕНКО та ін. 1. ВСТУП Перехід до високих технологій потребує створення принципово но- вих конструкційних матеріялів, функціональні параметри яких визначаються властивостями областей, які повинні формуватися заданим чином, а також процесами, що відбуваються на атомному, молекулярному рівнях, в монослоях і нанооб’ємах [1]. Останнім часом, значна увага дослідників приділяється створенню наноструктурних і нанокластерних матеріялів з використанням пере- хідних металів. Поряд із залізом і кобальтом, нанокристалічний ні- кель – перспективний компонент для створення електропровідних і магнетних наноматеріялів сучасного рівня з різноманітною побудо- вою кластерів [2]. Відомо [1—7] застосування нанокомпозитів на його основі в мікроелектроніці, сенсорних системах, каталізі, медицині. Раніше нами досліджено структуру, електричні, магнетні та сенсорні властивості нанокомпозитів в системі поліетилен—нанокристалічний нікель [7—9]. Проте аналіз робіт різних авторів [1—10] свідчить, що процеси окиснення нанокристалічного ніклю, структурного та хіміч- ного його перетворення в порошках та нанокомпозитах на його основі при нагріванні, дисперґуванні, технологічних процесах недостатньо вивчені і потребують подальшого дослідження. Окрім того, немає чіт- ких уявлень як змінюється структура і властивості нанокристалічно- го ніклю при зміні розмірів кристалітів і як відрізняються ці власти- вості в порівнянні із мікрокристалічним нікелем. Мета роботи – вивчити перетворення в нанокристалічнім Ni і шаруватому нанокомпозиті на його основі нікель/декстран при на- гріванні. Така інформація необхідна для розробки нового типу ни- зькотемпературних сенсорів і нанокомпозитів медико-біологічного призначення. 2. МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТУ Для дослідження перетворень, що відбуваються в Ni, обрано зразки порошків мікрокристалічного, нанокристалічного і аморфного нік- лю, а також шаруватого нанокомпозиту нікель/декстран. Порошки мікрокристалічного ніклю одержано із монолітного зразка ніклю (вміст Ni 99,9%). Нанокристалічний і аморфний нікель виготовля- ли методом хімічного відновлення його солі. На сьогодні існує багато методів отримання нанорозмірних части- нок [1—3, 10]. Ми вибрали метод відновлення солі ніклю в розчині із застосуванням, як відновника, гіпофосфіту натрію. Цей метод менш енергоємний, ніж інші і приваблює своєю доступністю і достатньо великою швидкістю реакцій відновлення. Проте, відомо [1, 10], що застосування гіпофосфіту натрію при синтезі ніклю приводить до ПЕРЕТВОРЕННЯ В НАНОПОРОШКАХ Ni І НАНОКОМПОЗИТІ Ni/ДЕКСТРАН 139 утворення сторонніх фаз сполук фосфору. Однак вищенаведений ме- тод широко використовується в промисловості для одержання поро- шків Ni технічного призначення та формування покриття (ніклю- вання). Хімічне відновлення хлориду ніклю проводили гіпофосфітом натрію в лужному середовищі (рН = 9) за умови нагрівання до 90— 95°С в присутності цитрату натрію та хлориду амонію. Процес синтезу нанокристалічного і аморфного ніклю можна представити наступною схемою: Ni2+ + H2PO2 − + 3OH− → Ni + HPO3 2− + 2H2O, (1) Ni2+ + H2PO2 − + 2H2O → Ni + 2HPO3 2− + 4H+ + H2 (pH > 6). (2) Нами встановлено, що при співвідношенні гіпофосфіт натрію = = 1:3, Ni:цитрат натрію = 3:1 утворюється нанокристалічний нікель, а при наявності значного надлишку гіпофосфіту натрію та цитрату натрію — аморфний нікель. Одержання нанокомпозитів проводили наступним шляхом. Ша- руваті нанокомпозити на основі нанокристалічного ніклю і дек- страну виготовляли змішуючи нікель з 10% водним розчином дек- страну в ультразвуковому дисперґаторі УЗДН-2 з наступною суш- кою за температури 90°С. Вміст декстрану змінювали від 0,2 до 0,5 г на 1 г ніклю. Зшивку декстрану проводили за допомогою епіхлор- гідрину в лужному середовищі. Оптимальна кількість епіхлоргід- рину в реакційній суміші складала 1%. Для вивчення властивостей порошків Ni одержаного композиту застосовували наступні методики. Дослідження морфології порош- ків ніклю та нанокомпозиту проводили за допомогою растрового електронного мікроскопа JEOS JSM-35 (Японія) за умови збільшен- ня до 5000 раз та вакууму 5⋅10−6мм.рт.ст. Зразки фіксували в утри- мувачі за допомогою срібної пасти. Для вивчення структури вищеза- значених матеріялів використовували рентґеноструктурний аналіз. Дифрактограми зразків реєстрували на дифрактометрі ДРОН-4-07 з геометрією зйомки за Бреґґом—Брентано у випроміненні CuKα-лінії аноду та Ni фільтром у відбитих променях. При цьому вводили такі позначення: I – інтенсивність, с −1; 2Θ – значення кута відбитого променя. Розмір кристалів розраховували за допомогою формули Шеррера [11] з використанням автоматизованої методики [12]. Для вивчення процесів окиснення порошків ніклю та шаруватого нанокомпозиту Ni/декстран застосовували метод диференціального термічного аналізу (ДТА) та диференціальної термогравіметрії (ДТГ). Криві DТА, втрати маси ТG та швидкості втрати маси DТG ре- єстрували на дериватографі Q-1500Д фірми МОМ (Будапешт) в ін- тервалі температур 20—1000°С за швидкості нагрівання 10°С/хв. На- важка речовин складала 0,5—0,7 г. Для характеристики процесів, що відбуваються при термографічних дослідженнях вводили наступні 140 Л. С. СЕМКО, О. І. КРУЧЕК, Л. С. ДЗЮБЕНКО та ін. позначення: То – температура, яка характеризує початок окиснення порошків ніклю; ТК – температура Кюрі; Т1, Т2, Т3 – температури екзотермічних піків в досліджених зразках; Т4 – температура мак- симальної швидкості зміни маси; m1, m2 – маса зразка початкова та за певної температури відповідно; Δm – зміна маси зразка, Δm = m1 − m2, Δm/m1 – відносне значення зміни маси зразка, %. 3. РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ Одержані результати наведено на рис. 1—5 і у табл. 1. Дані рентґенофазового аналізу дозволили ідентифікувати фазу Ni в отриманих порошках (рис. 1). З вигляду дифрактограм (рис. 1, крива 1) бачимо, що цей зразок порошку Ni знаходиться в аморфному стані. Дифракційні лінії, що є на рис. 1 (крива 2) віднесено до фази Ni з кубі- чною ґратницею (просторова група Сh 5 – Fm3m) та параметром еле- ментарної комірки, що дорівнює 3,5238 Å. З напівширини лінії (111), визначено середній розмір кристалітів Ni, що склав для зразка нанок- ристалічного Ni 20—25 нм. Рентґенограми композитів Ni/декстран містять лінії аналогічні, як у вихідних порошків ніклю (рис. 2). Для визначення наявності домішок в Ni, їх кристалізації, зразки аморфного і нанокристалічного Ni нагрівали до температури 360°С і витримували за цієї температури 1 год. Аналіз одержаних рентґено- грам свідчить, що таке нагрівання приводить до появи нових рефле- ксів. Так, на дифрактограмах нанокристалічного ніклю, поряд з ди- фракційними лініями Ni (при 2ϕ = 44, 51, 76, 93 кутових ґрадусів), що належать Ni (JC PDS No. 4-850), з’являються рефлекси при 2ϕ = 41 та 46 кутових ґрадусів, що притаманні домішкам Ni3P (JC PDS No. 34-501) (рис. 3). Вищенаведена термообробка приводить також до зміни вигляду дифрактограм аморфного Ni. Так, поява рефлексів (при 2ϕ = 44, 51, 76, 96 кутових ґрадусів), що належить нанокристалічному Ni, свід- чить про кристалізацію аморфного Ni, а рефлекси (при 2Θ = 36, 37, ТАБЛИЦЯ 1. Характеристики процесів окиснення аморфного, нанокри- сталічного Ni та нанокомпозиту Ni/декстран. Температура, °С Екзотермічного максимуму Назва зразка Початок окиснення ТО Т1 Т2 Т3 Температура макс. швидкості зростання маси Т4 Ni аморфний 360 340 740 860 690 Ni нанокрист. 400 335 650 760 760 Нанокомпозит (Ni/декстран) 370 330 750 890 715 ПЕРЕТВОРЕННЯ В НАНОПОРОШКАХ Ni І НАНОКОМПОЗИТІ Ni/ДЕКСТРАН 141 41, 43, 46 кутових ґрадусів) про наявність фази фосфіду ніклю. От- же, з одержаних даних встановлено, що аморфний Ni має більший вміст Ni3P у порівнянні з нанокристалічним. Про можливість наяв- ності при синтезі Ni сторонніх фаз вищенаведеним способом спові- щалось також в роботах [10]. За допомогою електронної мікроскопії досліджено структуру та форму частинок у нанокристалічнім та аморфнім Ni. Встановлено, що розмір частинок нанокристалічного ніклю змінюється від 1 до 4 мкм. Середній розмір частинок нанокристалічного ніклю складає 2,2 мкм. При цьому кожна частинка складається з більш дрібні- ших. Це свідчить про значну агломерацію частинок вже в процесі синтезу. Проте, агрегати частинок нанокристалічного ніклю можуть бути подрібнені в ультразвуковому дисперґаторі при формуванні нано- композиту. Частинки аморфного Ni мають чітко виражену сферич- ну форму, розмір яких варіюється від 0,5 до 10 мкм (рис. 4). Серед- ній розмір часток аморфного ніклю становить 6 мкм. З аналізу даних повного термічного аналізу (рис. 5, табл. 1) ба- чимо наступне. На кривих DТА зразка нанокристалічного Ni в об- ласті температур 320—360°С спостерігається екзотермічний ефект з максимумом при 335°С (рис. 5, а). У зв’язку з тим, що в діапазоні температур 320—360°С не відбувається збільшення маси зразка і йо- го окиснення, цей ефект ми віднесли до процесу кристалізації Ni. Нами встановлено, що процес кристалізації ніклю відбувається більш інтенсивно для зразка Ni з аморфною структурою (рис. 5, б), Рис. 1. Фраґмент дифрактограми порошків аморфного (крива 1) та на- нокристалічного (крива 2) ніклю. 142 Л. С. СЕМКО, О. І. КРУЧЕК, Л. С. ДЗЮБЕНКО та ін. та не відбувається для зразка мікрокристалічного Ni (рис. 5, в). Можливість кристалізації Ni та Ni3P показана за допомогою рент- ґенофазного аналізу. Підвищення температури Т > 300°С для мікрокристалічного Ni приводить спочатку до появи на кривій DТА ділянки паралельній осі ординат, а потім за температури 360°С спостерігається зміна на- Рис. 2. Фраґмент дифрактограми нанокомпозиту нікель/декстран. Рис. 3. Фраґмент дифрактограми нанокристалічного ніклю після термо- обробки за температури 360°С. ПЕРЕТВОРЕННЯ В НАНОПОРОШКАХ Ni І НАНОКОМПОЗИТІ Ni/ДЕКСТРАН 143 хилу на кривій DТА (рис. 5, в). Це явище викликано фазовим пере- ходом другого роду і пов’язано з втратою феромагнетних властивос- тей Ni (точка Кюрі). З літературних джерел відомо, що температура Кюрі Ni ТК = 358°С [13]. Отже одержані експериментальні резуль- тати збігаються з літературними даними. Слід зазначити, що фазо- вий перехід не супроводжується тепловим ефектом, відбувається тільки аномальні зміна теплоємності. На відміну від мікрокристалічного Ni для зразків порошків на- нокристалічного Ni в області температур 380—415°С відбувається зміщення кривої DТА відносно осі абсцис, що характерно для пере- ходу другого роду. Проте початок цього переходу чітко не проявля- ється. Це пояснюється тим, що на перехід Ni із магнетного в немаг- нетний стан накладається кінцева частина екзотермічного ефекту кристалізації Ni. Для аморфного Ni перехід з магнетного в немагне- тний стан спостерігається в області температур 370—420°С і на цей процес, на нашу думку, накладається екзотермічний пік ефекту кристалізації домішок (Ni3P). Підвищення температури Т > 360°С і Т > 400°С для аморфного і нанокристалічного Ni відповідно приво- дить до підвищення маси, що свідчить про окиснення ніклю. Цей процес супроводжується екзотермічними ефектами з максимумами Т2 = 740 і Т3 = 860°С для аморфного Ni та Т2 = 650°С і Т3 = 760°С для нанокристалічного Ni. Раніше в [9] було показано, що окиснення ніклю відбувається за реакцією: 2Ni + O2 = 2NiO. (3) Автори [9] показали, що нагрівання ніклю від 20 до 900°С приво- а б Рис. 4. Мікрофотографії зразків порошків ніклю, одержаних за різних умов синтезу (а – нанокристалічний; б – аморфний). Збільшення: а, б – 5000. Мітка дорівнює 1 мкм. 144 Л. С. СЕМКО, О. І. КРУЧЕК, Л. С. ДЗЮБЕНКО та ін. дить до утворення 95% NiO. Розрахунки проведені в даній роботі свідчать, що нагрівання ніклю від 20 до 950°С приводить до утво- рення 100% NiO. Для оцінки перетворень, що відбуваються в нанокомпозитах Ni/декстран, розглянемо спочатку дані повного термічного аналізу а б в г д Рис. 5. Криві DTA, TG та DTG нанокристалічного Ni (а), аморфного Ni (б), мікрокристалічного Ni (в), декстрану (г) та нанокомпозитуNi/декстран (д). ПЕРЕТВОРЕННЯ В НАНОПОРОШКАХ Ni І НАНОКОМПОЗИТІ Ni/ДЕКСТРАН 145 порошку незшитого декстрану (рис. 5, г). Нами встановлено, що зразки декстрану мають такі основні температури термоокиснення та термодеструкції: температура початку втрати маси То = 65°С, пе- рший екзотермічний максимум Т = 380°С, температури ендотерміч- них мінімумів Т = 310°С та Т = 450°С, температура втрати 10% маси Т = 95°С, температура втрати 50% маси Т = 320°С, температура мак- симальної швидкості втрати маси Т = 320°С. Для зразків незшитого декстрану після початку втрати маси (Т = 65°С) на кривій DТА за Т = 90°С відбувається перегин, якому відповідає значне підвищення швидкості втрати маси. Розрахунки показали, що нагрівання до 90 та 120°С призводить до втрати 7% маси і 15%, відповідно. Най- більш вірогідно, що за температур Т = 65—120°С відбувається втрата води. Подальше підвищення температури від 120 до 290°С не при- водить до появи будь-яких значних теплових ефектів. Проте в ін- тервалі температур 290—340°С на кривій DТА спостерігається ендо- термічний ефект з мінімумом за Т = 310°С. Цьому мінімуму відпові- дає максимальна швидкість втрати маси. Розрахунки показали, що нагрів декстрану до 340°С призводить до втрати 50% маси. Це свід- чить про розрив зв’язків в декстрані і про значну його деструкцію. Слід зазначити, що наявність ендотермічного мінімуму за темпера- тури 310°С, пов’язаною з термодеструкцією декстрану, спостеріга- лась також в роботах інших авторів [14]. Ендотермічний мінімум за Т = 450°С, мабуть, свідчить про подальший розрив зв’язків в дек- страні, та за Т = 580°С відбувається його весь розклад. При нагріванні нанокомпозиту Ni/декстран до температури 300°С суттєві ефекти на кривих DТА, TG, DTG відсутні (рис. 5, д). При по- дальшому підвищенні температури за Т = 310°С на кривій DТА спо- стерігається ендотермічний мінімум. Його наявність пов’язана з процесами деструкції в покритті з декстрану. Після цього процесу в області температур 310—360°С відбувається екзотермічний ефект з максимумом за Т = 330°С. Останній ми віднесли до процесу криста- лізації нанокристалічного Ni. Далі при Т = 360°С відбувається злам на кривій DТА. Температуру 370°С ми віднесли до точки Кюрі, а область температур 370—415°С до переходу другого роду (втрата ма- гнетних властивостей), що відбувається в Ni. З аналізу кривих TG і DTG бачимо, що починаючи з 400°С спостерігається підйом цих кривих, що викликано окисненням ніклю в нанокомпозиту. Пода- льше окиснення Ni супроводжується екзотермічним процесом на кривій DТА з максимумами за Т = 750 і 890°С. Останнім відповідає підвищення швидкості збільшення маси ніклю. Порівняння термограми нанокристалічного Ni і нанокомпозитів на його основі свідчить про те, що наявність покриття декстрану на поверхні Ni майже не впливає на процеси окиснення Ni. Це пов’язано з тим, що суттєва термодеструкція декстрану відбуваєть- ся вже за температур 300—320°С, тобто раніше, ніж відбувається окиснення ніклю. Слід зазначити, що перехід з магнетного в немаг- 146 Л. С. СЕМКО, О. І. КРУЧЕК, Л. С. ДЗЮБЕНКО та ін. нетний стан ніклю спостерігається як в нанокристалічнім, так і в аморфнім Ni після його кристалізації, а також в нанокомпозитах в інтервалі температур 360—415°С. 4. ВИСНОВКИ Синтезовано порошки нанокристалічного і аморфного ніклю, оде- ржано нанокомпозити на основі декстрану та нанокристалічного ніклю. Визначено структурні перетворення в цих матеріялах і про- цеси термодеструкції в нанокомпозиті Ni/декстран. Показано, що за Т > 400°С відбувається окиснення нанокристалічного ніклю, а за Т = 950°С весь Ni переходить у NiO. Встановлено, що перехід з маг- нетного в немагнетний стан ніклю (точка Кюрі) спостерігається як в нанокристалічнім, так і в аморфнім Ni після його кристалізації, а також в нанокомпозитах в інтервалі температур 360—415°С. При нагріванні нанокомпозиту Ni/декстран до Т > 310°С відбувається термодеструкція декстрану, а за Т > 400°С спостерігається інтенси- вне окиснення ніклю. Показано, що наявність покриття декстрану на поверхні Ni майже не впливає на процеси окиснення Ni. ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА 1. А. Д. Помогайло, А. С. Розенберг, И. Е. Уфленд, Наночастицы металлов в полимерах (Москва: Химия: 2000). 2. А. П. Шпак, Ю. А. Куницкий, В. Л. Карбовский, Кластерные и наносрук- турные материалы (Киев: Академпериодика: 2001), т. 1. 3. Г. Б. Сергеев, Успехи химии, 70, № 10: 913 (2001). 4. D. Cook, R. Monroy, Use of High Density Microparticles for Removal of Patho- gens (Патент США № 6730230, МKІ G 01 N 033/569) (May 4, 2004). 5. H. G. Busmann, B. Gunther, and U. Meyer, Fourth International Conf. on Na- no’98. Book of Abstracts (June 14—19, 1998, Stockholm, Sweden), p. 296. 6. И. П. Суздалев, Успехи химии, 70, № 3: 204 (2001). 7. L. S. Semko, V. M. Ogenko, S. L. Revo, and V. N. Mishchenko, Functional Ma- terials, 9, No. 3: 513 (2002). 8. Л. С. Семко, Ю. А. Шевляков, О. О. Чуйко, П. П. Горбик, Металлофиз. но- вейшие технологии, 28, № 6: 729 (2006). 9. L. S. Semko, L. S. Dzubenko, V. M. Ogenko, and S. L. Revo, J. of Thermal Analysis and Calorimetry, 70: 621 (2002). 10. М. И. Шалкаускас, П. А. Вашкялис, Химическая метализация пластмас (Ленинград: Химия: 1985). 11. А. Гинье, Рентгенография кристаллов (Москва: Гос. изд. физ.-мат. лит.: 1961), с. 392—394, 604. 12. Е. И. Оранська, Ю. И. Горников, Т. В. Фесенко, Заводская лаборатория, 60, № 1: 28 (1994). 13. Таблицы физических величин. Справочник (Ред. И. К. Кикоин) (Москва: Атомиздат: 1976). 14. А. Д. Вирник, К. П. Хомяков, И. Ф. Скокова, Успехи химии, 44, № 7: 1280 (1975).

Перетворення в наноструктурних порошках ніклю і нанокомпозиті нікель/декстран

Репозитарії

Схожі ресурси