1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 12, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 12, стр. 147-152

Получение наночастиц магния методом индукционной потоковой левитации

А. Н. Марков a, *, А. А. Капинос a, С. С. Суворов a, А. В. Барышева a, Г. М. Клейман a, В. М. Воротынцев b, А. А. Атласкин c, П. П. Грачев b, И. В. Воротынцев c, А. В. Воротынцев a

a Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
603022 Нижний Новгород, Россия

b Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
603950 Нижний Новгород, Россия

c Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
125047 Москва, Россия

* E-mail: markov.art.nik@gmail.com

Поступила в редакцию 12.01.2023
После доработки 25.03.2023
Принята к публикации 25.03.2023

Аннотация

Из-за развития химической промышленности возрастает потребность в получении высокочистых монодисперсных наночастиц. Поэтому необходимо правильно подобрать метод получения. В работе продемонстрирован уникальный метод – индукционная потоковая левитация, который на одной установке позволяет получать большой перечень металлических наночастиц. В настоящей работе при помощи данного метода получены наночастицы магния. Морфология изучена с помощью растровой электронной микроскопии, где полученные наночастицы представляли собой скопления из первичных частиц. Энергодисперсионный анализ показал, что поверхность наночастиц магния после взаимодействия с атмосферным воздухом полностью покрывается небольшим слоем оксида. Анализ фазового состава показал, что порошок состоит из магния без следов оксида. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой показала чистоту полученных частиц 99.99%. Характеристики пористой структуры определяли посредством низкотемпературной порометрии. Размер полученных частиц не превышал 40 нм, а средний размер составлял 23 нм. Используемый метод получения наночастиц продемонстрировал высокую производительность (до 50 г/ч) и непрерывность процесса их получения, возможность регулирования размера наночастиц в широком диапазоне, бесконтактный нагрев, что обусловливает высокую чистоту получаемого продукта, подтвержденную масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой.

Ключевые слова: магний, наночастицы, индукционная потоковая левитация, высокотемпературный синтез, порометрия.

Список литературы

  1. Panova T.V., Kovivchak V.S. // J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2021. V. 15. № 1. P. 157. https://www.doi.org/10.1134/S102745102202032X

  2. Zhang X., Yang R., Yang J., Zhao W., Zheng J., Tian W., Li X. // Int. J. Hydrogen Energy. 2011. V. 36. Iss. 8. P. 4967. https://www.doi.org/10.1016/J.IJHYDENE.2010.12.052

  3. Wagemans R.W.P., van Lenthe J.H., de Jongh P.E., van Dillen A.J., de Jong K.P. // J. Am. Chem. Soc. 2005. V. 127. № 47. P. 16675. https://www.doi.org/10.1021/JA054569H

  4. Liu Y., Zhu J., Liu Z., Zhu Y., Zhang J., Li L. // Front. Chem. 2020. V. 7. P. 949. https://www.doi.org/10.3389/FCHEM.2019.00949

  5. KA W., RP V.D. // Rev. Phys. Chem. 2007. V. 58. P. 267. https://www.doi.org/10.1146/ANNUREV.PHYSCHEM. 58.032806.104607

  6. Biggins J.S., Yazdi S., Ringe E. // Nano Lett. 2018. V. 18 № 6. P. 3752. https://www.doi.org/10.1021/ACS.NANOLETT.8B00955

  7. Hyeon-Ho Jeong G., Mark A., Peer Fischer // Chem. Commun. 2016. V. 52. № 82. P. 12179. https://www.doi.org/10.1039/C6CC06800F

  8. Ringe E. // J. Phys. Chem. C. Nanomater. Interfaces. 2020. V. 124. № 29. P. 15665. https://www.doi.org/10.1021/ACS.JPCC.0C03871

  9. Peng H., Zhu L., Zhang Z. // PP Composites. 2012. V. 11. № 3. P. 231. https://www.doi.org/10.1163/1568554041526558

  10. Aksenova V.V., Kanunnikova O.M., Burnyshev I.N., Pushkarev B.E., Ladyanov V.I. // J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2022. V. 16 № 1. P. 68. https://www.doi.org/10.1134/S1027451022010025

  11. Mostafa A.M., Okil M., ElFaham M.M., Mostafa A.M., Mostafa A.M. // JOSA B. 2020. V. 37. № 9. P. 2620. https://www.doi.org/10.1364/JOSAB.398543

  12. Haas I., Gedanken A. // Chem. Commun. 2008. № 15. P. 1795. https://www.doi.org/10.1039/B717670H

  13. Sergeev G.B. // J. Nanoparticle Res. 2003. V. 5. № 5. P. 529. https://www.doi.org/10.1023/B:NANO.0000006153. 65107.42

  14. Aurbach D., Lu Z., Schechter Z., Gofer Y., Gizbar H., Turgeman R., Cohen Y., Moshkovich M., Levi E. // Nature. 2000. V. 407 № 6805. P. 724–727. https://www.doi.org/10.1038/35037553

  15. Kisza A., Kaźmierczak J., Borresen B., Haarberg G.M., Tunold R. // J. Appl. Electrochem. 1993 V. 25 № 10. P. 940. https://www.doi.org/10.1007/BF00241588

  16. Markov A.N., Vorotyntsev A.V., Kapinos A.A., Petukhov A.N., Pryakhina V.I., Kazarina O.V., Atlaskin A.A., Otvagina K.V., Vorotyntsev V.M., Vorotyntsev I.V. // ACS Sustain. Chem. Eng. 2022. V. 10 № 24. P. 7929. https://www.doi.org/10.1021/ACSSUSCHEMENG. 2C00940

  17. Zhigach A.N., Leipunsky I.O., Kuskov M.L., Berezkina N.G., Afanasenkova E.S., Safronova O.A., Kudrov B.V., Lopez G.W., Skryleva E.A. // J. Alloys Compd. 2020. V. 819. P. 153054. https://www.doi.org/10.1016/J.JALLCOM.2019.153054

  18. Aravindan S., Rao P.V., Ponappa K. // J. Magnes. Alloy. 2015. V. 3 № 1. P. 52. https://www.doi.org/10.1016/J.JMA.2014.12.008

  19. Zheng X.M., Duan X.N., Sun Y.Y., Shang H.J. // Sol. Adv. Mater. Res. 2014. V. 997. P. 312. https://www.doi.org/10.4028/WWW.SCIENTIFIC.NET/ AMR.997.312

  20. Vassileva E., Furuta N. // J. Anal. Chem. 2001. V. 370. № 1. P. 52. https://www.doi.org/10.1007/S002160100744

  21. Morozov A.G., Martemyanova T.V., Dodonov V.A., Kazarina O.V., Fedushkin I.L. // Eur. J. Inorg. Chem. 2019. V. 2019. Iss. 39–40. P. 4198–4204. https://doi.org/10.1002/ejic.201900715

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал