Каф. химии и технологии редких и рассеянных элементов, наноразмерных и композиционных материалов им. К. А. Большакова, Институт тонких химических технологий, Московский технологический университет, Москва, Россия:

Дробот Д. В., заведующий кафедрой, dvdrobot@mail.ru

Смирнова К. А., ведущий инженер, аспирант

Куликова Е. С., заведующий лабораторией, аспирант

Мусатова В. Ю., аспирант

Приведены результаты исследований, выполненных на кафедре химии и технологии редких и рассеянных элементов, наноразмерных и композиционных материалов Московского технологического университета в последнее десятилетие и отражающих достижения в области синтеза функциональных материалов (люминофоров и магнитных материалов). Методом суперкритического флюидного антисольвентного растворения получены L-Та₂O₅ (параметры решетки a = 0,619484(18) нм, b = 4,02547(9) нм, с = 0,389060(7) нм) и T-Nb₂O₅ (параметры решетки a = 0,62029(9) нм, b = 2,9205(4) нм, c = 0,39235(4) нм). Сверхкритический СО₂ является идеальным растворителем — при снятии давления газ испаряется и не загрязняет продукт. Критической точке соответствуют давление 7,38 МПа и температура 31 °С. Выявлено, что удельная площадь поверхности Nb2O5 составляет 259,5 м²/г, что во много раз выше, чем у технического продукта (4,4 м²/г), а удельная площадь поверхности Ta₂O₅ — 435,9 м²/г, в 400 раз выше, чем у технического продукта (1,3 м²/г). С целью получения металлополимерных нанокомпозитов Co (II) и Ni (II) синтезированы и охарактеризованы кислые карбоксилаты этих металлов ненасыщенных дикарбоновых кислот с использованием термического анализа и ИК-спектроскопии. Проведен термолиз синтезированных карбоксилатов, полученные нанокомпозиты исследованы методами просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. Синтезированные металлополимерные нанокомпозиты Co (II) и Ni (II), полученные в результате термического разложения карбоксилатов в атмосфере аргона, — черные порошки, состоящие из двух структурных элементов: в органическую полимерную матрицу внедрены наночастицы Co₃O₄/CoO или NiO/ß-Ni в полимерной оболочке.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 13-03-00342, 16-03-00148, 15-03-04436).

1. Korovin S. S., Drobot D. V., Fedorov P. I. Redkie i rasseyannye elementy. Khimiya i tekhnologiya (Rare and scattered elements. Chemistry and technology). In three volumes. Tutorial for universities. Under the editorship of S. S. Korovin. Moscow : MISiS, 1999. Book 2. 464 p.
2. Bach D. EELS investigations of stoivhiometric niobium oxides and niobium-based capacitors : Dissertation des akademischen Grades eines Doctors der Naturwissenschaften. Karlsruhe, Germany : Universität Karlsruhe, 2009. S. 204.
3. Nikishina E. E., Drobot D. V., Lebedeva E. N. Khimiya i tekhnologiya niobiya i tantala. Prostye i slozhnye oksidy (Chemistry and technology of niobium and tantalum. Simple and complex oxides). Moscow : Publishing House of Moscow Institute of Fine Chemical Technologies, 2013. 178 p.
4. Markku Rantakylä. Particle production by supercritical antisolvent processing techniques : Dissertation for the degree of Doctor of Technology. Espoo, Finland : Helsinki University of Technology, 2004. 146 p.
5. Rao K. N. V. Supercritical Fluid Extraction (SFE) — An overview. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences. 2012. Vol. 2, No. 3. pp. 112–120.
6. Turova N. Ya., Turevskaya E. P., Kessler V. G., Yanovskaya M. I. The che mistry of metal alkoxides. Dordrecht, Netherlands : Kluwer Academic Publishers, 2001. 562 p.
7. Yanovskiy A. I., Turova N. Ya., Korolev A. V. et al. Oksoalkogolyaty tantala (V) (Tantalum (V) oxoalcoholates). Izvestiya AN SSSR. Seriya khimicheskaya = News of USSR Academy of Sciences. Chemical series. 1996. No. 1. pp. 125–131.
8. Smirnova K. A., Fomichev V. V., Drobot D. V., Nikishina E. E. Poluchenie nanorazmernykh pentaoksidov niobiya i tantala metodom sverkhkriticheskogo flyuidnogo antisolventnogo osazhdeniya (Obtaining nanosized niobium and tantalum pentoxides by using supercritical antisolvent fluid technology). Tonkie khimicheskie tekhnologii = Fine Chemical Technologies. 2015. Vol. 10, No. 1. pp. 76–82.
9. Nikishina E. E., Lebedeva E. N., Prokudina N. A., Drobot D. V. Upravlyaemyy sintez malovodnykh gidroksidov niobiya i tantala, fazovyy sostav i obemnye svoystva produktov ikh termoliza (Controlled synthesis of low-hydrated niobium and tantalum hydroxides: Phase composition and bulk properties of their thermolysis products). Zhurnal neorganicheskoy khimii = Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2015. Vol. 60, No. 4. pp. 487–495.
10. Rozenberg A. S., Dzhardimalieva G. I., Pomogaylo A. D. Formirovanie nanorazmernykh chastits pri tverdofaznykh termicheskikh prevrashcheniyakh karboksilatov metallov (Formation of nanosized particles with solid thermal transformations of metal carboxilates). Doklady Akademii Nauk = Reports of Academy of Sciences. 1997. Vol. 356, No. 1. pp. 66–69.
11. Gubin S. P., Koksharov Yu. A., Khomutov G. B., Yurkov G. Yu. Magnitnye nanochastitsy: metody polucheniya, stroenie, svoystva (Magnetic nanoparticles: preparation, structure and properties). Uspekhi khimii = Russian Chemical Reviews. 2005. Vol. 74, No. 6. pp. 539–574.
12. Sellmyer D. J., Yu M., Kirby R. D. Nanostructured magnetic films for extremely high density recording. Nanostructured Materials. 1999. Vol. 12, No. 58. pp. 1021–1026.
13. Mornet S., Vasseur S., Grasset F., Duguet E. Magnetic nanoparticle design for medical diagnosis and therapy. Materials Chemistry. 2004. Vol. 14. pp. 2161–2175.
14. Khlebnikov V. K., Vishvasrao Kh. M., Sokolskaya M. A. et al. Vodorastvorimye magnitnye nanochastitsy kak potentsialnye agenty dlya magnitnoy gipertermii (Water-soluble magnetic nanoparticles as a potential agents for magnetic hyperthermia). Vestnik MITKhT = News of the Bulletin of Moscow Institute of Fine Chemical Technologies. 2012. Vol. 7, No. 1. pp. 64–68.
15. Pomogaylo A. D., Rozenberg A. S., Dzhardimalieva G. I. Termoliz metallopolimerov i ikh predshestvennikov kak metod polucheniya nanokompozitov (Thermolysis of metallopolymers and their precursors as a method for the preparation of nanocomposites). Uspekhi khimii = Russian Chemical Reviews. 2011. Vol. 80, No. 3. pp. 272–307.
16. Pomogaylo A. D., Dzhardimalieva G. I. Metallopolimernye gibridnye nanokompozity (Metal-polymeric hybride nanocomposites). Moscow : Nauka, 2015. 494 p.
17. Semenov S. A., Drobot D. V., Musatova V. Yu. et al. Sintez i termicheskie prevrashcheniya nenasyshchennykh dikarboksilatov kobalta (II) — prekursorov metallopolimernykh nanokompozitov (Synthesis and thermal conversions of unsaturated cobalt (II) dicarboxylates as precursors of metallopolymer nanocomposites). Zhurnal neorganicheskoy khimii = Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2015. Vol. 60, No. 8. pp. 991–1000.
18. Musatova V. Yu., Semenov S. A., Drobot D. V. et al. Sintez i termicheskie prevrashcheniya nenasyshchennykh dikarboksilatov nikelya (II) — prekursorov metallopolimernykh nanokompozitov (Synthesis and thermal conversions of unsaturated nickel (II) dicarboxylates as precursors of metallopolymer nanocomposites). Zhurnal neorganicheskoy khimii = Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2016. Vol. 61, No. 9. pp. 1168–1181.
19. Morgunov R. B., Dmitriev A. I., Dzhardimalieva G. I. et al. Ferromagnitnyy rezonans kobaltovykh nanochastits v polimernoy obolochke (Ferromagnetic resonance of cobalt nanoparticles in the polymer shell). Fizika tverdogo tela = Physics of the Solid State. 2007. Vol. 49, No. 8. pp. 1436– 1441.
20. O'Grady K., Laidler H. The limits to magnetic recording — media considerations. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1999. Vol. 200. pp. 616–633.
21. Martin J. I., Nogues J., Liu K., Schuller I. K. Ordered magnetic nanostructures: fabrication and properties. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2003. Vol. 256. pp. 449–501.
22. Chen C., Kitakami O., Shimada Y. Particle size effects and surface anisotropy in Fe-based granular films. Journal of Applied Physics. 1998. Vol. 84, No. 4. pp. 2184–2188.
23. Bagmut A. G., Shipkova I. G., Zhuchkov V. A. Struktura i magnitnoe sostoyanie plenok, osazhdennykh lazernoy ablyatsiey sostavnykh misheney nikelya i palladiya (Structure and magnetic state of the films, precipitated by laser ablation of composite targets of nickel and palladium). Zhurnal tekhnicheskoy fiziki = Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics. 2011. Vol. 81, No. 4. pp. 102–110.
24. Yoon Tae Jeon, Je Yong Moon et al. Comparison of the Magnetic Properties of Metastable Hexagonal Close-Packed Ni Nanoparticles with Those of the Stable Face-Centered Cubic Ni Nanoparticles. The Journal of Physical Chemistry B. 2006. Vol. 110, No. 3. pp. 1187–1191.
25. Zhigalov V. S., Frolov G. I., Myagkov V. G. et al. Issledovanie nanokristallicheskikh plenok nikelya, osazhdennykh v atmosfere azota (Investigation of nanocrystalline films of nickel, precipitated in nytrogen atmosphere). Zhurnal tekhnicheskoy fiziki = Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics. 1998. Vol. 68, No. 9. pp. 136–138.
26. Mahendraprabhu K., Elumalai P. Influence of citric acid on formation of Ni/NiO nanocomposite by sol-gel synthesis. Journal of Sol-Gel Science and Technology. 2015. Vol. 73. pp. 428–433.
27. Proenca M. P., Sousa C. T., Pereira A. M. et al. Size and surface effects on the magnetic properties of NiO-nanoparticles. Physical Chemistry Chemical Physics. 2011. Vol. 13. pp. 9561–9567.
28. Thota S., Kumar J. Sol-gel synthesis and anomalous magnetic behaviour of NiO nanoparticles. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2007. Vol. 68, No. 10. pp. 1951–1964.