Регистрация / Вход
Прислать материал

Получение наночастиц Fe2O3 под действием нагрева в композите FeCl3∙6H2O/полиакрилонитрил

Фамилия
Самохина
Имя
Лолита
Отчество
Сергеевна
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Технологии материалов электроники
Академическая группа
МКТ-13-1
Научный руководитель
д.т.н., проф. Козлов В.В.
Название тезиса
Получение наночастиц Fe2O3 под действием нагрева в композите FeCl3∙6H2O/полиакрилонитрил
Тезис

В настоящее время интенсивно исследуют нанокомпозиты Fe2O3/C на основе полиакрилонитрила (ПАН) и FeCl3∙6H2O. Также разработаны катализаторы с оксидом Fe для переработки органических отходов и биомасс. После чего образовавшуюся органическую смесь можно использовать вместо топлива.

Цель работы заключается в получении нанокомпозита Fe2O3/C под действием нагрева FeCl3∙6H2O/ПАН и анализа структуры нанокомпозита. Исследования проводились методами УФ спектроскопии (Evolution 300) и ИК спектроскопии (Nicolet iS5).

Для раствора ПАН/ДМФА на УФ спектре определена полоса поглощения около λ1=271 нм (переход электрона π – π* в группе C≡N). Меньшая энергия требуется для перехода электрона π→π* для ассоциатов группы C≡N (пик около λ2=304 нм). Это хорошо согласуется с полученными расчетными значениями ширин запрещённых зон Eg(271 нм)=4,58 эВ и Eg(304 нм)=4,08 эВ.

При растворении FeCl3·6H2O (СFe=1 мас.%) в растворе ПАН (СПАН=0,2 мас.%) в диметилформамиде (ДМФА) при 25оС появляется интенсивная полоса λ=309 нм, которая связана с взаимодействием Fe3+ и групп -CN и образованием комплекса между Fe3+ и группами -CN. Этот комплекс представляет источник Fe3+для синтеза наночастиц Fe.

ИК-спектр пленки ПАН, полученной при 800С, показывает наличие интенсивной полосы в области 1670 см–1, которую можно отнести к валентным колебаниям связи С=О в амидной группе ДМФА. Полоса поглощения 2241 см-1 свидетельствует о присутствии групп -CN в полимере. При добавлении FeCl3 к раствору ПАН/ДМФА (ИК спектр ПАН-FeCl3) появляется новая интенсивная полоса в области 1650 см-1, которая отвечает за возникновение амидной группы в результате гидролиза, ускоренного FeCl3·6H2O, а также за остаточный растворитель, не связанный с ПАН. Для ПАН–FeCl3 происходит уменьшение Eg (Eg(309 нм)=4,02 эВ; Eg(360 нм)=3,45 эВ) по сравнению с чистым ПАН (Eg(271 нм)=4,58 эВ и Eg(304 нм)= 4,08 эВ).

Таким образом, в работе установлено, что в растворе FeCl3∙6H2O/ПАН/ДМФА появляется интенсивная полоса λ=309 нм, которая связана с образованием комплекса между Fe3+ и группами –CN. При добавлении FeCl3 к раствору ПАН/ДМФА появляется новая интенсивная полоса в области 1650 см-1, отвечающая за возникновение амидной группы, а также за остаточный растворитель, не связанный с ПАН. Также для ПАН–FeCl3 происходит уменьшение Eg по сравнению с чистым ПАН.