Изучение химических превращений железосодержащих наночастиц методом мессбауэровской спектроскопии

Всероссийская конференция «Радиохимия – наука настоящего и будущего», Москва, 13-15 апреля 2011
Панкратов Д.А. Изучение химических превращений железосодержащих наночастиц методом мессбауэровской спектроскопии.
 /Сборник тезисов Всероссийской конференции Радиохимия – наука настоящего и будущего, Москва, 13-15 апреля 2011 (2011), С. 85–86

Специфические физико-химические свойства наноматериалов различной природы являются причиной повышенного интереса к ним исследователей и технологов. Несмотря на важность «размерного фактора», обуславливающего уникальные свойства наноразмерных материалов, их физико-химические свойства, прежде всего, зависят от химического состава образующих их веществ. Поэтому важнейшей задачей исследователей является получение материалов, содержащих наночастицы заданного химического состава. На сегодня выделяют два основных подхода к получению наноматериалов: основанный на физических методах - «сверху-вниз» и на химических - «снизу-вверх». Независимо от применяемого подхода и метода синтеза железосодержащих наночастиц, получаемые материалы имеют ограничения по фазовому составу, чистоте получаемых веществ, распределению частиц по размеру, предельному содержанию наночастиц в веществе-носителе, собственно составу вещества-носителя. Все это осложняет применение наноматериалов в реальных технологических процессах..

В настоящей работе рассматривается «горизонтальный» подход - химическое превращение (модифицирование) готового наноматериала с целью получения наночастиц отличного от исходного наноматериала состава, но аналогичного ему по другим параметрам: размеру, дисперсности, распределению наночастиц, составу вещества-носителя. С одной стороны, это позволяет расширить набор получаемых наноматериалов, снимая ряд ограничений конкретных методик, с другой же стороны, появляется возможность синтеза простым химическим превращением из доступного наноматериала другого, более ценного по физико-химическим свойствам, но трудоемкого в приготовлении.

Рассматриваемые в работе наноматериалы исследовались различными физико-химическими методами (электронная микроскопия, ЭПР спектроскопия, EXAFS, рентгенофазовый анализ, магнетохимические методы и др.), однако в данной работе рассматриваются преимущественно данные мессбауэровской спектроскопии, полученные в лаборатории ядерно-химических методов кафедры радиохимии химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Мессбауэровская спектроскопия является одним из мощных современных методов физико-химического анализа, позволяющих получать информацию об окружении элемента непосредственно от его ядра. В приложении к исследованию наноразмерных частиц, мессбауэровская спектроскопия позволяет определять их “фазовый” состав, оценивать размер частиц, температуры фазовых переходов, в том числе связанных с изменением магнитных свойств вещества, величины магнитного поля на мессбауэровском ядре, изучать релаксационные процессы и пр.

Показано, что высокая реакционная способность наноразмерных частиц, как правило, способствует протеканию реакций с их участием в гораздо более мягких условиях, чем для «классических» веществ. Кроме того, отличие термодинамических свойств наноразмерных частиц, от соответствующих свойств вещества в компактном состоянии может изменить механизм и канал взаимодействия веществ и привести к неожиданным, для классической химии продуктам реакций. В работе рассматривается три варианта осуществления химического взаимодействия наноматериалов с реагентом-модификатором, в зависимости от его фазового состояния: в газовой фазе; в жидкой фазе или растворе; и в сверхкритическом состоянии. С помощью метода мессбауэровской спектроскопии изучены процессы окисления, галогенирования, восстановления и гидролиза железосодержащих нанокомпозитов различного состава. Предложены методики получения однородных по составу нанокомпозитов с помощью химической модификации.


Панкратов Д.А. Изучение химических превращений железосодержащих наночастиц методом мессбауэровской спектроскопии. /Сборник тезисов Всероссийской конференции Радиохимия – наука настоящего и будущего, Москва, 13-15 апреля 2011 (2011), С. 85–86



Рейтинг@Mail.ru

http://www.youtube.com/RuRedOx

Мессбауэровская диагностика функциональных материалов

Мессбауэровская диагностика функциональных материалов