1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 11, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 11, стр. 72-77

Синтез и структура нанопокрытий из кобальта на пористом оксиде алюминия

Р. Г. Валеев a, *, А. С. Алалыкин a, А. Н. Бельтюков a, В. В. Кривенцов b

a Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН
426008 Ижевск, Россия

b Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
630090 Новосибирск, Россия

* E-mail: rishatvaleev@mail.ru

Поступила в редакцию 21.12.2022
После доработки 27.03.2023
Принята к публикации 27.03.2023

Аннотация

Представлены результаты исследований морфологии и локальной атомной структуры покрытий кобальта, осажденных методом магнетронного напыления на наноструктурированные поверхности пористого оксида алюминия с различной морфологией, заданной напряжением анодирования в растворах серной (25 B) и щавелевой (40 и 120 B) кислот. Методами растровой электронной и атомно-силовой микроскопии показано, что покрытия имеют морфологические особенности, представляющие собой гексагонально-расположенные наночастицы, сформированные на границах между порами. С увеличением размеров нанопор на поверхности подложек происходит изменение размеров и формы морфологических особенностей нанесенных покрытий. По данным спектроскопии тонкой структуры рентгеновского поглощения и спектроскопии тонкой структуры ближней области края рентгеновского поглощения, происходят изменения локальной атомной структуры кобальта, в частности, кобальт у образца покрытия, осажденного на поверхность пористого оксида алюминия, полученного при анодировании при напряжении (25 В) в серной кислоте, окислен сильнее, что связано с большей химической активностью из-за меньших размеров, составляющих покрытие наночастиц. Полученные результаты позволят в дальнейшем производить направленное изменение формирование структурно-чувствительных свойств, таких как химическая и электрохимическая активность, магнитная чувствительность, получаемых покрытий.

Ключевые слова: кобальт, пористый оксид алюминия, покрытие, растровая электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, спектроскопия структуры рентгеновского поглощения, спектроскопия тонкой структуры ближней области края рентгеновского поглощения.

Список литературы

  1. Lazzari J., Melnick I., Randet D. // IEEE Trans. Magnetics. 1967. V. 3. Iss. 3. P. 205. https://www.doi.org/10.1109/TMAG.1967.1066051

  2. Zhang X., Lee C.S.-M., Mingos D.M.P., Hayward D.O. // Appl. Catalysis A: General. 2003. V. 248. Iss. 1–2. P. 129. https://www.doi.org/10.1016/S0926-860X(03)00154-6

  3. Rytter E., Aaserud C., Hilmen A.-M., Bergene E., Holmen A. // Catalysts. 2022. V. 12. № 1. P. 65. https://www.doi.org/10.3390/catal12010065

  4. Jimenez J.D., Wen C., Royko M.M., Kropf A.J., Segre C., Lauterbach J. // Chem. Cat. Chem. 2020. V. 12. Iss. 3. P. 846. https://www.doi.org/10.1002/cctc.201901676

  5. Ahmed S., Nelson P.A., Gallagher K.G., Susarla N., Dees D.W. // J. Power Sources. 2017. V. 342. P. 733. https://www.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.12.069

  6. Zhao H., Lam W.-Y.A., Sheng L., Wang L., Bai P., Yang Y., Ren D., Xu H., He X. // Adv. Energy Mater. 2022. V. 12. Iss. 16. P. 2103894. https://www.doi.org/10.1002/aenm.202103894

  7. Liu S., Tian J., Zhang W. // Nanotechnology. 2021. V. 32. № 22. P. 222 001. https://www.doi.org/10.1088/1361-6528/abe25f

  8. Valeev R.G., Beltiukov A.N., Alalykin A.S., Kriventsov V.V. // AIP Conference Proc. 2020. V. 2299. P. 080001. https://www.doi.org/10.1063/5.0030668

  9. Валеев Р.Г., Алалыкин А.С. // Российские нанотехнологии. 2019. Т. 14. № 7–8. С. 58.

  10. Валеев Р.Г., Сташкова В.В., Алалыкин А.С. // Журн. технической физики. 2020. Т. 90. Вып. 3. С. 494. https://www.doi.org/10.21883/JTF.2020.03.48938.301-19

  11. Masuda H., Fukuda K. // Science. 1995. V. 268. Iss. 5216. P. 1466. https://www.doi.org/10.1126/science.268.5216.1466

  12. Santos A., Formentin P., Pallares J., Ferre-Borrull J., Marsal L.F. // J. Electroanal. Chem. 2011. V. 655. Iss. 1. P. 73. https://www.doi.org/10.1016/j.jelechem.2011.02.005

  13. Klementev K.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2000. V. 448. Iss. 1–2. P. 299. https://www.doi.org/10.1016/S0168-9002(99)00710-X

  14. Barbier A., Tuel A., Arčon I., Kodre A., Antonin M.G. // J. Catalysis. 2001. V. 200. P. 106. https://www.doi.org/10.1006/jcat.2001.3204

  15. Dorovskikh S.I., Hairullin R.R., Sysoev S.V., Kriventsov V.V., Panin A.V., Shubin Y.V., Morozova N.B., Gelfond N.V., Korenev S.V. // Surf. Engineer. 2016. V. 32. Iss. 1. P. 8. https://www.doi.org/10.1179/1743294414Y.0000000424

  16. Khodakov A.Y., Chu W., Fongarland P. // Chem. Rev. 2007. V. 107. № 5. P. 1692. https://www.doi.org/10.1021/cr050972v

  17. Zakharov Y.A., Pugachev V.M., Kriventsov V.V., Popova A.N., Tolochko B.P., Bogomyakov A.S., Dodonov V.G., Karpushkina Y.V. // Bull. RAS: Phys. 2013. V. 77. № 2. P. 142. https://www.doi.org/10.3103/S106287381302041X

  18. Moodley D.J. // On the deactivation of cobalt-based Fischer-Tropsch synthesis catalysts, Doctoral thesis, Schuit Institute of Catalysis, Laboratory of Inorganic Chemistry and Catalysis, Eindhoven University of Technology, Eindhoven, Netherlands, 2008.

  19. Ильин А.П., Коршунов А.В., Толбанова Л.О. // Известия Томского политехнического университета. 2009. Т. 314. № 3. С. 35.

  20. ICSD Database (2023) FIZ Karlsruhe GmbH, Germany. https://icsd.products.fiz-karlsruhe.de/

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал