Вплив умов синтезу на властивості наночастинок заліза, отриманих методом хімічного осадження
In this paper, the influence of synthesis conditions on the properties of iron nanoparticles obtained by chemical deposition method was studied. Fe nanoparticles were obtained by hydrogen reduction of their hydroxide compounds Fe(OH)2, FeOOH at 400 °C and by using the borohydride method (direct prec...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/132 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Institution
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471952259842048 |
|---|---|
| author | Нгуєн, Тієн Хіеп Мінь, Нгуєн Ван Хунг, Нгуєн Мань Нгі, Хо Тхань |
| author_facet | Нгуєн, Тієн Хіеп Мінь, Нгуєн Ван Хунг, Нгуєн Мань Нгі, Хо Тхань |
| author_sort | Нгуєн, Тієн Хіеп |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-06-15T10:55:04Z |
| description | In this paper, the influence of synthesis conditions on the properties of iron nanoparticles obtained by chemical deposition method was studied. Fe nanoparticles were obtained by hydrogen reduction of their hydroxide compounds Fe(OH)2, FeOOH at 400 °C and by using the borohydride method (direct precipitation of iron nanoparticles from FeCl3 solution using NaBH4 solution as a precipitant). The Fe(OH)2 and FeOOH hydroxides were previously synthesized by chemical precipitation from the corresponding solutions of iron (II) sulfate FeSO4 and iron (III) chloride FeCl3 using a precipitant – alkali solution NaOH 10 %wt. at a pH of 9. To study samples of the obtained Fe nanoparticles, the methods of X-ray phase analysis (XRD), scaning electron microscopy (SEM), and measurements of the specific surface area via low-temperature nitrogen adsorption (BET) were used. The result of X-ray diffraction method shows that all obtained nanopowder samples contain a pure Fe metal phase with a (bcc) crystal structure. The results of SEM and BET methods revealed that among the obtained samples, Fe nanoparticles synthesized by the borohydride method have the highest fineness. In this work, the effect of various concentrations (0.1, 0.5 and 1 %) of the potato starch stabilizer on the characteristics of Fe nanoparticles obtained by the borohydride method was also studied. As a result of electron microscopic analysis of the samples, it was shown that at a low concentration (0.1 %) of the stabilizer – potato starch, the obtained Fe nanoparticles mostly have a finely needlelike form. With increasing concentration of the stabilizer, the particles tend to round their shape, stick together and form large spherical agglomerates. The characteristic sizes of Fe nanoparticles in the sample with a starch concentration of 0.1 % are of the order of 40 nm, with an increase in the stabilizer concentration up to 0.5 and 1 %, Fe nanoparticles grow strongly and reach a size of hundreds of nm. The result of measuring the specific surface area of the samples by the BET method is also in a good agreement with the result of measuring the average size of the nanoparticles using SEM data that the sample of iron nanoparticles obtained with the presence of potato starch 0.1 % has the most developed surface. Thus, the synthesis of iron nanopowder using the borohydride method in the presence of 0.1 % potato starch makes it possible to obtain qualitatively stable fine nanoparticles. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:42Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-132 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:42Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-1322023-06-15T10:55:04Z The influence of synthesis conditions on the properties of iron nanoparticles obtained by chemical deposition method Вплив умов синтезу на властивості наночастинок заліза, отриманих методом хімічного осадження Нгуєн, Тієн Хіеп Мінь, Нгуєн Ван Хунг, Нгуєн Мань Нгі, Хо Тхань iron nanopowder nanoparticle chemical precipitation borohydride method stabilizer potato starch залізо нанопорошок наночастинка хімічне осадження боргідридний метод стабілізатор крохмаль картопляний In this paper, the influence of synthesis conditions on the properties of iron nanoparticles obtained by chemical deposition method was studied. Fe nanoparticles were obtained by hydrogen reduction of their hydroxide compounds Fe(OH)2, FeOOH at 400 °C and by using the borohydride method (direct precipitation of iron nanoparticles from FeCl3 solution using NaBH4 solution as a precipitant). The Fe(OH)2 and FeOOH hydroxides were previously synthesized by chemical precipitation from the corresponding solutions of iron (II) sulfate FeSO4 and iron (III) chloride FeCl3 using a precipitant – alkali solution NaOH 10 %wt. at a pH of 9. To study samples of the obtained Fe nanoparticles, the methods of X-ray phase analysis (XRD), scaning electron microscopy (SEM), and measurements of the specific surface area via low-temperature nitrogen adsorption (BET) were used. The result of X-ray diffraction method shows that all obtained nanopowder samples contain a pure Fe metal phase with a (bcc) crystal structure. The results of SEM and BET methods revealed that among the obtained samples, Fe nanoparticles synthesized by the borohydride method have the highest fineness. In this work, the effect of various concentrations (0.1, 0.5 and 1 %) of the potato starch stabilizer on the characteristics of Fe nanoparticles obtained by the borohydride method was also studied. As a result of electron microscopic analysis of the samples, it was shown that at a low concentration (0.1 %) of the stabilizer – potato starch, the obtained Fe nanoparticles mostly have a finely needlelike form. With increasing concentration of the stabilizer, the particles tend to round their shape, stick together and form large spherical agglomerates. The characteristic sizes of Fe nanoparticles in the sample with a starch concentration of 0.1 % are of the order of 40 nm, with an increase in the stabilizer concentration up to 0.5 and 1 %, Fe nanoparticles grow strongly and reach a size of hundreds of nm. The result of measuring the specific surface area of the samples by the BET method is also in a good agreement with the result of measuring the average size of the nanoparticles using SEM data that the sample of iron nanoparticles obtained with the presence of potato starch 0.1 % has the most developed surface. Thus, the synthesis of iron nanopowder using the borohydride method in the presence of 0.1 % potato starch makes it possible to obtain qualitatively stable fine nanoparticles. У даній роботі проведено дослідження впливу умов синтезу на властивості наночастинок заліза, отриманих методом хімічного осадження. Наночастинки Fe були отримані водневим відновленням їх гідроксидних сполук Fe(OH)2, FeOOH при температурі 400 °С і шляхом застосування боргідридного методу (прямим осадженням наночастинок заліза з розчину FeCl3 при використанні осаджувача – розчину NaBH4). Гідроксиди Fe (OH)2, FeOOH заздалегідь були отримані осадженням з відповідних розчинів сульфату заліза (II) FeSO4 і хлорного заліза (III) FeCl3 при використанні осаджувача – розчину лугу NaOH 10 % мас. при рН, рівному 9. Для дослідження зразків отриманих наночастинок Fe було використано методи рентгенівського фазового аналізу (РФА), скануючої електронної мікроскопії (СЕМ) і вимірювання питомої поверхні за низькотемпературною адсорбцією азоту (БЕТ). Результатом РФА показано, що всі зразки отриманих нанопорошків містять чисту металеву фазу Fe з об'ємно-центрованою кубічною решіткою. Результатами дослідження отриманих зразків за методами СЕМ і БЕТ виявлено, що наночастинки Fe, синтезовані боргідридним методом, мають найбільш високу дисперсність. У роботі також було вивчено вплив зміни концентрації (0,1; 0,5 і 1%) стабілізатора – крохмалю картопляного, на характеристики наночастинок Fe, отриманих боргідридним методом. Результатом електронного мікроскопічного аналізу зразків показано, що при малій концентрації (0,1 %) стабілізатора – крохмалю картопляного, наночастинки Fe переважно володіють тонко-голчастою формою. З підвищенням концентрації стабілізатора частинки мають схильність до округлення своєї форми, злипання і утворення великих кулястих агломератів. Характерні розміри наночастинок Fe в зразку з концентрацією крохмалю 0,1 % складають близько 40 нм, при збільшенні концентрації стабілізатора до 0,5 і 1 %, наночастинки Fe сильно ростуть і досягають розміру до сотень нм. Результат вимірювання питомої поверхні зразків методом БЕТ також добре узгоджується з результатом вимірювання середнього розміру наночастинок за СЕМ-даними, що зразок наночастинок Fe, отриманих за умови присутності крохмалю картопляного 0,1 %, має найбільш розвинену поверхню. Таким чином, синтез нанопорошку Fe із застосуванням боргідридного методу в умови присутності 0,1 % крохмалю картопляного дозволяє отримати якісно стабільні дрібнодисперсні наночастинки. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-06-15 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/132 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 28 No. 4 (2020): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 28 № 4 (2020): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/132/133 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | залізо нанопорошок наночастинка хімічне осадження боргідридний метод стабілізатор крохмаль картопляний Нгуєн, Тієн Хіеп Мінь, Нгуєн Ван Хунг, Нгуєн Мань Нгі, Хо Тхань Вплив умов синтезу на властивості наночастинок заліза, отриманих методом хімічного осадження |
| title | Вплив умов синтезу на властивості наночастинок заліза, отриманих методом хімічного осадження |
| title_alt | The influence of synthesis conditions on the properties of iron nanoparticles obtained by chemical deposition method |
| title_full | Вплив умов синтезу на властивості наночастинок заліза, отриманих методом хімічного осадження |
| title_fullStr | Вплив умов синтезу на властивості наночастинок заліза, отриманих методом хімічного осадження |
| title_full_unstemmed | Вплив умов синтезу на властивості наночастинок заліза, отриманих методом хімічного осадження |
| title_short | Вплив умов синтезу на властивості наночастинок заліза, отриманих методом хімічного осадження |
| title_sort | вплив умов синтезу на властивості наночастинок заліза, отриманих методом хімічного осадження |
| topic | залізо нанопорошок наночастинка хімічне осадження боргідридний метод стабілізатор крохмаль картопляний |
| topic_facet | iron nanopowder nanoparticle chemical precipitation borohydride method stabilizer potato starch залізо нанопорошок наночастинка хімічне осадження боргідридний метод стабілізатор крохмаль картопляний |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/132 |
| work_keys_str_mv | AT nguêntíênhíep theinfluenceofsynthesisconditionsonthepropertiesofironnanoparticlesobtainedbychemicaldepositionmethod AT mínʹnguênvan theinfluenceofsynthesisconditionsonthepropertiesofironnanoparticlesobtainedbychemicaldepositionmethod AT hungnguênmanʹ theinfluenceofsynthesisconditionsonthepropertiesofironnanoparticlesobtainedbychemicaldepositionmethod AT ngíhothanʹ theinfluenceofsynthesisconditionsonthepropertiesofironnanoparticlesobtainedbychemicaldepositionmethod AT nguêntíênhíep vplivumovsintezunavlastivostínanočastinokzalízaotrimanihmetodomhímíčnogoosadžennâ AT mínʹnguênvan vplivumovsintezunavlastivostínanočastinokzalízaotrimanihmetodomhímíčnogoosadžennâ AT hungnguênmanʹ vplivumovsintezunavlastivostínanočastinokzalízaotrimanihmetodomhímíčnogoosadžennâ AT ngíhothanʹ vplivumovsintezunavlastivostínanočastinokzalízaotrimanihmetodomhímíčnogoosadžennâ AT nguêntíênhíep influenceofsynthesisconditionsonthepropertiesofironnanoparticlesobtainedbychemicaldepositionmethod AT mínʹnguênvan influenceofsynthesisconditionsonthepropertiesofironnanoparticlesobtainedbychemicaldepositionmethod AT hungnguênmanʹ influenceofsynthesisconditionsonthepropertiesofironnanoparticlesobtainedbychemicaldepositionmethod AT ngíhothanʹ influenceofsynthesisconditionsonthepropertiesofironnanoparticlesobtainedbychemicaldepositionmethod |