Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование металл-углеродной наносистемы FeCo/C на основе активированного поливинилового спирта

Фамилия
Васильев
Имя
Андрей
Отчество
Александрович
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Функциональных наносистем и высокотемпературных материалов
Академическая группа
МФХ-15-3
Научный руководитель
к.т.н., доцент Дзидзигури Э.Л.
Название тезиса
Исследование металл-углеродной наносистемы FeCo/C на основе активированного поливинилового спирта
Тезис

В настоящее время актуальной задачей как в научном, так и в прикладном аспектах является разработка новых методов синтеза металл-углеродных наноматериалов с заданными свойствами. Металл-углеродные наносистемы, полученные путем ИК-отжига полимерных материалов, привлекательны, в первую очередь, за счет проявления высоких каталитических свойств в нефтехимических процессах. Активированные углеродные материалы обладают высокой удельной площадью поверхности, способной обеспечить высокую адсорбционную способность, и обеспечивают равномерное распределение каталитических активных центров.

В данной работе предложен новый метод формирования металл-углеродных наносистем с высокопористой углеродной матрицей и биметаллическими наночастицами Fe-Co. Особенность метода заключается в одностадийном процессе синтеза углеродной матрицы, ее активации и формирования биметаллических наночастиц. Металл-углеродные наносистемы синтезированы путем ИК-пиролиза прекурсора на основе поливинилового спирта (ПВС) и металлсодержащих соединений в присутствии гидроксида калия. Прекурсор готовился путем совместного растворения в воде ПВС, Fe(NO3)3·9H2O и Co(NO3)2·6H2O. Концентрация ПВС в воде составляла 5 % массовых долей, %, суммарная концентрация металлов – 10 % по массе от полимера, соотношение металлов Fe : Co = 1 : 1.

Пористая структура образцов исследована путем измерении изотерм адсорбции-десорбции азота при 77 К. Показано, что в результате ИК-отжига ПВС в присутствии KOH в интервале температур 600 – 900 °C наибольшая удельная площадь поверхности достигает 2000 м2/г при 800 °C. При активации прекурсора в присутствии металлов удельная поверхность снижается до 500 м2/г.

С помощью рентгенофазового анализа установлено, что во всем температурном интервале синтеза в образцах происходит формирование твердого раствора FeCo. Присутствие KOH приводит к формированию фазы металлического Co.

Размеры и морфология металлических наночастиц были оценены с помощью ПЭМ. Наночастицы имеют форму, близкую к сферической и распределены в углеродной матрице.