восстановление соединений металлов до металлических нанопорошков (англ. producing of metallic nanopowders by reduction of metal compounds) — метод получения металлических нанопорошков восстановлением соединений металлов (гидроксидов, хлоридов, нитратов, карбонилов) в газовой, жидкой или твердой фазе водородом, водородсодержащими соединениями и др. и восстановителями.

Описание

Востановление в газовой фазе эффективно для получения нанопорошков тугоплавких (Mo, W) и переходных металлов  и проводится водородом или газообразными водородсодержащими соединениями при температуре до 230 ºС. Достоинствами метода являются низкое содержание примесей и узкое распределение частиц порошков по размерам. Этот же метод, но с восстановлением металла из твердой фазы, применяют для получения металлических катализаторов. При этом пористый материал (силикагель, цеолит и т. д.) пропитывается истинным или коллоидным раствором гидроксида или другого соединения требуемого металла; затем пропитанный пористый носитель сушат и прокаливают в токе водорода для восстановления осажденных частиц до металла. В результате в порах носителя образуются каталитически активные мелкие металлические частицы. Нагреванием композита гидроксида никеля и ортокремневой кислоты при температуре 450—750 ºС в токе водорода получают стабилизированные наночастицы Ni размером от 5—10 нм (при температуре 550 ºС) до 15—25 нм (при температуре 750 ºС).

Восстановление металлов в жидкой фазе проводится при температуре до 130 ºС в водных и до 230 ºС в неводных средах, и, по существу, является получением коллоидных наночастиц. В качестве восстановителей в этом случае применяют гидразин, тетрагидробораты щелочных металлов, азотоводородные и боразотоводородные соединения, гипофосфит, цитрат натрия, формальдегид, гидрохинон, ментол, спирты и др. вещества. Для предотвращения агломерации нанопорошков в жидкую среду вводят защитные коллоиды и стабилизаторы (желатин, крахмал, поливиниловый спирт, пиридин, фенантролин и др.). Размер получаемых коллоидных наночастиц не превышает 10—15 нм.

Иллюстрации

Типичное распределение по размерам металлических наночастиц, полученных восстановлением металлов из
Типичное распределение по размерам металлических наночастиц, полученных восстановлением металлов из их соединений в токе водорода.

Автор

  • Гусев Александр Иванович

Источники

  1. Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. Изд. 2-е, исправленное и дополненное. — М.: Наука—Физматлит, 2007 — 416 с.
  2. Gusev A.I. Rempel A.A. Nanocrystalline Materials. — Cambridge: Cambridge International Science Publishing, 2004. — 351 p.

Напишите нам