1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 58, № 9, 2022

Неорганические материалы, 2022, T. 58, № 9, стр. 965-972

Прямой синтез наночастиц меди и ее оксидов из объемного образца методом индукционной потоковой левитации

А. А. Капинос 1, А. Н. Марков 1, А. Н. Петухов 1, К. В. Отвагина 1, О. В. Казарина 1, А. В. Воротынцев 1, *

1 Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
603022 Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, Россия

* E-mail: an.vorotyntsev@gmail.com

Поступила в редакцию 12.03.2022
После доработки 19.05.2022
Принята к публикации 14.06.2022

Аннотация

Наночастицы Cu, Cu@Cu2O и CuO были получены из объемного образца методом индукционной потоковой левитации. Рассматриваемый метод обладает рядом преимуществ, таких как высокая производительность и непрерывность процесса получения наночастиц (НЧ), возможность регулирования их размера в широком диапазоне, бесконтактный нагрев, что обуславливает высокую чистоту получаемого продукта. Для получения наночастиц со структурой core-shell (ядро/оболочка) и оксида меди подпитка кислородом осуществлялась в различные зоны кварцевого реактора. Полученные наночастицы были охарактеризованы различными физико-химическими методами.

Ключевые слова: медь, наночастицы, ядро/оболочка, индукционная потоковая левитация

Список литературы

  1. Feynman R. Nanomaterials // Nanomaterials. 2009. P. 1–20.

  2. Taylor R., Coulombe S., Otanicar T., Phelan P., Gunawan A., Lv W., Rosengarten G., Prasher R., Tyagi H. Small Particles, Big Impacts: A Review of the Diverse Applications of Nanofluids // J. Appl. Phys. 2013. V. 113. № 1. P. 011301.

  3. Astruc D. Introduction: Nanoparticles in Catalysis // Chem. Rev. 2020. V. 120. № 2. P. 461–463.

  4. Malekzad H., Sahandi Zangabad P., Mirshekari H., Karimi M., Hamblin M. Noble Metal Nanoparticles in Biosensors: Recent Studies and Applications // Nanotechnol. Rev. 2017. V. 6. № 3. P. 301–329.

  5. Liu S., Fu S., Zhang X., Wang X., Kang L., Han X., Chen X., Wu J., Liu Y. UV-Resistant Holographic Data Storage in Noble-Metal/Semiconductor Nanocomposite Films with Electron-Acceptors // Opt. Mater. Express. 2018. V. 8. № 5. P. 1143–1153.

  6. Taylor R., Phelan P., Otanicar T., Adrian R., Prasher R. Nanofluid Optical Property Characterization: Towards Efficient Direct Absorption Solar Collectors // Nanoscale Res. Lett. 2011. V. 6. № 1. P. 1–11.

  7. Abass S.M., Sunitha S., Ashaq S.M., Khadheer P.S., Choi D. An Overview of Antimicrobial and Anticancer Potential of Silver Nanoparticles // J. King Saud Univ. – Sci. 2022. V. 34. № 2. P. 101791.

  8. Ullah K.A., Chen L., Ge G. Recent Development for Biomedical Applications of Magnetic Nanoparticles // Inorg. Chem. Commun. 2021. V. 134. P. 108995.

  9. Shahbazali E., Hessel V., Noël T., Wang Q. Metallic Nanoparticles Made in Flow and their Catalytic Applications in Organic Synthesis // Nanotechnol. Rev. 2014. V. 3. № 1. P. 65–86.

  10. Ojha N., Zyryanov G., Majee A., Charushin V., Chupakhin O., Santra S. Copper Nanoparticles as Inexpensive and Efficient Catalyst: A Valuable Contribution in Organic Synthesis // Coord. Chem. Rev. 2017. V. 353. P. 1–57.

  11. Fathima J., Pugazhendhi A., Oves M., Venis R. Synthesis of Eco-Friendly Copper Nanoparticles for Augmentation of Catalytic Degradation of Organic Dyes // J. Mol. Liq. 2018. V. 260. P. 1–8.

  12. Kang J., Kim H., Ryu J., Thomas H. H., Jang S., Joung J. Inkjet Printed Electronics Using Copper Nanoparticle Ink // J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2010. V. 21. № 11. P. 1213–1220.

  13. Kubota S., Morioka T., Takesue M., Hayashi H., Watanabe M., Smith R. Continuous Supercritical Hydrothermal Synthesis of Dispersible Zero-Valent Copper Nanoparticles for Ink Applications in Printed Electronics // J. Supercrit. Fluids. 2014. V. 86. P. 33–40.

  14. Kruk T., Szczepanowicz K., Stefańska J., Socha R., Warszyński P. Synthesis and Antimicrobial Activity of Monodisperse Copper Nanoparticles // Colloids Surf. B. 2015. V. 128. P. 17–22.

  15. Rajeshkumar S., Menon S., Venkat K.S., Tambuwala M., Bakshi H., Mehta M., Satija S., Gupta G., Chellappan D., Thangavelu L., Dua K. Antibacterial and Antioxidant Potential of Biosynthesized Copper Nanoparticles Mediated Through Cissus Arnotiana Plant Extract // J. Photochem. Photobiol., B. 2019. V. 197. P. 111531.

  16. Calabrese C., La P.V., Testa M., Liotta L. Antifouling and Antimicrobial Activity of Ag, Cu and Fe Nanoparticles Supported on Silica and Titania // Inorg. Chim. Acta. 2022. V. 529. P. 120636.

  17. Yabuki A., Tanaka S. Oxidation Behavior of Copper Nanoparticles at Low Temperature // Mater. Res. Bull. 2011. V. 46. № 12. P. 2323–2327.

  18. Kim I., Kim Y., Woo K., Ryu E., Yon K., Cao G., Moon J. Synthesis of Oxidation-Resistant Core–Shell Copper Nanoparticles // RSC Adv. 2013. V. 3. № 35. P. 15169–15177.

  19. Wang H., Cheng S., Cai X., Cheng L., Zhou R., Hou T., Li Y. Photocatalytic CO2 Reduction to HCOOH over Core-shell Cu@Cu2O Catalysts // Catal. Commun. 2022. V. 162. P. 106372.

  20. Kalidindi S.B., Sanyal U., Jagirdar B.R. Nanostructured Cu and Cu@Cu2O Core Shell Catalysts for Hydrogen Generation from Ammonia–borane // Phys. Chem. Chem. Phys. 2008. V. 10. № 38. P. 5870–5874.

  21. Mayyas A., Wei M., Levis G. Hydrogen as a Long-Term, Large-Scale Energy Storage Solution when Coupled with Renewable Energy Sources or Grids with Dynamic Electricity Pricing Schemes // Int. J. Hydrogen Energy. 2020. V. 45. № 33. P. 16311–16325.

  22. Sadrolhosseini A., Noor A., Shameli K., Mamdoohi G., Moksin M., Adzir M.M. Laser Ablation Synthesis and Optical Properties of Copper Nanoparticles // J. Mater. Res. 2013. V. 28. № 18. P. 2629–2636.

  23. Khayati G., Nourafkan E., Karimi G., Moradgholi J. Synthesis of Cuprous Oxide Nanoparticles by Mechanochemical Oxidation of Copper in High Planetary Energy Ball Mill // Adv. Powder Technol. 2013. V. 24. № 1. P. 301–305.

  24. Richter K., Birkner A., Mudring A. Stabilizer-Free Metal Nanoparticles and Metal–Metal Oxide Nanocomposites with Long-Term Stability Prepared by Physical Vapor Deposition into Ionic Liquids // Angew. Chem. Int. Ed. 2010. V. 49. № 13. P. 2431–2435.

  25. Jia F., Zhang L., Shang X., Yang Y. Non-Aqueous Sol–Gel Approach towards the Controllable Synthesis of Nickel Nanospheres, Nanowires, and Nanoflowers // Adv. Mater. 2008. V. 20. № 5. P. 1050–1054.

  26. Zhang Q., Yang Z., Ding B., Lan X., Guo Y. Preparation of Copper Nanoparticles by Chemical Reduction Method Using Potassium Borohydride // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2010. V. 20. suppl. 1. P. s240–s244.

  27. Vijay K.R., Elgamiel R., Diamant Y., Gedanken A., Norwig J. Sonochemical Preparation and Characterization of Nanocrystalline Copper Oxide Embedded in Poly(Vinyl Alcohol) and Its Effect on Crystal Growth of Copper Oxide // Langmuir. 2001. V. 17. № 5. P. 1406–1410.

  28. Huang L., Jiang H., Zhang J., Zhang Z., Zhang P. Synthesis of Copper Nanoparticles Containing Diamond-Like Carbon Films by Electrochemical Method // Electrochem. Commun. 2006. V. 8. № 2. P. 262–266.

  29. Markov A.N., Vorotyntsev A.V., Andronova A.A. Direct Synthesis of Titanium Nanoparticles by Induction Flow Levitation Technique // Key Eng. Mater. 2021. V. 887. P. 178–183.

  30. Kuskov M., Zhigach A., Leipunsky I., Afanasenkova E., Safronova O., Berezkina N., Vorobjeva G. Synthesis of Nanopowders of Titanium Compounds via Flow-Levitation Method and Study their Properties // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2019. V. 558. № 1. P. 012023.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал