Получение, строение и магнитные свойства нанокомпозитов, получаемых термическим разложением Fе(III)Со(II)-сокристаллизатных комплексов

Металлургия и материаловедение

Материаловедение

2019. Т. 26. № 2. С. 219-228.

Авторы

Айдемир Т. 1*, Голубева Н. Д.2, Шершнева И. Н.2**, Кыдралиева К. А.1***, Джардималиева Г. И.2****

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. ФГБУН «Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН», просп. академика Семенова, 1, Черноголовка, Московская область, 142432, Россия

*e-mail: rumit@live.ru
**e-mail: sheri@icp.ac.ru
***e-mail: k_kamila@mai.ru
****e-mail: dzhardim@icp.ac.ru

Аннотация

Изучены строение и свойства металлосодержащих нанокомпозитов, получаемых в ходе термических превращений Ре(Ш)Со(П)-акрилатных комплексов. Показано, что термические превращения исследуемых комплексов включают стадии дегидратации, твердофазной полимеризации и декарбоксилирования формирующегося металлополимера. Твердофазным продуктом термического превращения комплексов являются металлосодержащие наночастицы, стабилизированные карбонизованной полимерной матрицей. Кристаллическими наноструктурированными фазами являются Fe3O4, CoFe2O4 и CoO. Средний размер кристаллитов – 10 нм. Изучены магнитные свойства полученных нанокомпозитов. Гистерезисные петли, измеренные при температурах ниже 200 К, являются открытыми и сдвинуты в отрицательное поле. Коэрцитивная сила и остаточная намагниченность равны 0.18 Т и 15.5 мТ соответственно.

Ключевые слова:

нанокомпозиты, металлополимеры, полимеризация, термолиз, акрилаты, сополимеризация

Библиографический список

  1. Лагарьков А.Н., Погосян М.А. Фундаментальные и прикладные проблемы стелс-технологий // Вестник Российской Академии наук. 2003. Т. 73. № 9. С. 779-787.

  2. Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. – М.: Химия, 2000. – 672 с.

  3. Pomogailo A.D., Kestelman V.N. Metallopolymer Nanocomposites. – Berlin: Springer Heidelberg, 2005. – 563 p.

  4. Бычков А.Н., Фетисов Г.П., Кыдралиева К.А., Соколов Е.А., Джардималиева Г.И. Нанокомпозиционные материалы на основе металлосодержащих наночастиц и термопластичных полимерных матриц: получение и свойства // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 209–222.

  5. Помогайло Д.А., Спирин М.Г., Скобеева В.М., Джардималиева Г.И., Смынтына В.А. Спектрально-люми­несцентные свойства нанокомпозитов CdS в полимерной оболочке // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 2. С. 170-177.

  6. Морохов И.Д., Трусов ЛИ., Лаповик В.И. Физические явления в ультрадисперсных металлических средах. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 224 с.

  7. Петров Ю.И. Кластеры и малые частицы. – М.: Наука, 1986. – 368 с.

  8. Розенберг А.С., Джардималиева Г.И., Помогайло А.Д. Формирование наноразмерных частиц при твердо­фазных термических превращениях карбоксилатов металлов // Доклады Академии Наук. 1997. Т. 356. №1. С. 66-69.

  9. Rozenberg A.S., Dzhardimalieva G.I., Pomogailo A.D. Polymer Composites of Nano-sized Particles Isolated in Matrix // Polymers for Advanced Technologies. 1998. No. 9, pp. 527-535. DOI: 10.1002/(SICI)1099- 1581(199808)9:8<527::AID-PAT802>3.0.CO;2-Z

  10. Семенов С.А., Дробот Д.В., Мусатова В.Ю., Пронин А.С., Помогайло А.Д., Джардималиева Г.И., Попенко В.И. Синтез и термические превращения нена­сыщенных дикарбоксилатов кобальта (II) – прекурсоров металлополимерных нанокомпозитов // Журнал неорганической химии. 2015. Т. 60. № 8. С. 991.

  11. Помогайло А.Д., Джардималиева Г.И., Помогайло С.И., Голубева Н.Д, Шилов Г.В., Джавадян Э. А., Бурлов А С., Мащенко С.А., Гарновский Д.А. Получение и реакционная способность металлосодержащих мономеров и наноструктурированные материалы, получаемые контролируемым термолизом азометиновых хелатных металлокомплексов Ni, Co и Cu // Известия Академии наук. Серия химическая. 2016. № 1. С. 139-150.

  12. Губин С.П., Кокшаров Ю.А., Хомутов Г.Б., Юрков Г.Ю. Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства // Успехи химии. 2005. Т. 74. № 6. С. 539-574.

  13. Sellmyer D.J., Yu M., Kirby R.D. Nanostructured magnetic films for extremely high density recording // Nanostructured Materials. 1999. Vol. 12. No. 5-8, pp. 1021-1026. DOI: 10.1016/S0965-9773(99)00291-3

  14. Mornet S, Vasseur S, Grasset F, Duguet E. Magnetic nanoparticle design for medical diagnosis and therapy // Journal of Materials Chemistry. 2004. No. 14, pp. 2161-2175. DOI: 10.1039/B402025A

  15. Pankhurst Q.A., Connolly J, Jones S. K, Dobson J. Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine // Journal of Physics D: Applied Physics. 2003. Vol. 36. No. 13, pp. 167–181.

  16. Craik D.J. Magnetism: Principles and Applications. – N.Y.: John Wiley & Sons, 1995. – 497 p.

  17. Jakubovics J.P. Magnetism and Magnetic Materials. – 2nd ed. – Leeds, United Kingdom: Maney Publishing, 1994. – 144 p.

  18. Джардималиева Г.И., Помогайло А.Д., Пономарев И., Атовмян Л. О., Шульга Ю.М., Стариков А.Г. Получение и реакционная способность металлосо­держащих мономеров. Синтез и исследование акрилатов переходных металлов // Известия Академии наук СССР. Серия химическая. 1988. №7. 1525-1530.

  19. Nakamoto K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds. – N.Y.: Wiley & Sons, 1986. - 484 p. DOI: 10.1002/bbpc.198800131

  20. Kodama R.H., Berkowitz A.E., McNiff E.J., Foner S. Surface spin disorder in NiFe2O4 nanoparticles // Physical Review Letters. 1996. Vol. 77. No. 2, pp. 394–397. DOI: 10.1103/PhysRevLett.77.394

  21. Стукач А.В. Исследование свойств металлополи­мерных и фуллеренсодержащих композитов при трении // Технико-технологические проблемы сер­виса. 2010. № 3(13). С. 10-19.

  22. Яхьяева Х.Ш., Магомедов Г.М., Задорина Е.Н. Осо­бенности релаксационных и термических свойств слоистых металлополимерных композитов // Изве­стия Дагестанского государственного педагогичес­кого университета. Естественные и точные науки. 2008. №1(2). С. 7-10.

  23. Зимбицкий А.В., Стасюк Ю.В. Применение компо­зиционных материалов в современном авиастрое­нии, контроль за их состоянием в эксплуатации // Научный вестник МГТУ ГА. 2014. № 208. С. 99-103.

  24. Kumzerov Y, Vakhrushev S.I. Nanostructures Within Porous Materials // Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology. — American Scientific Publishers, 2003. Vol. 7, pp. 811-849. URL: http://www.fulviofrisone.com/attachments/article/409/ENN- Vol%207%20nanomech-nanotub.pdf

  25. Наноматериалы: коллективная монография. Т. 3. Фотонные кристаллы и нанокомпозиты на основе опаловых матриц. / Под ред. профессора М.И. Самойловича. – М.: Техномаш, 2007. – 303 с.

  26. Суздалев И.П., Максимов Ю.В., Имшенник В.К. и др. Иерархия строения и магнитные свойства наност­руктуры оксидов железа // Российские нанотехнологии. 2006. Т. 1. № 1–2. С. 134–141.

  27. Ghandoor H.E., Zidan H.M., Khalil M.M.H., Ismail M.I.M. Synthesis and Some Physical Properties of Magnetite (Fe3O4) Nanoparticles // International Journal of Electrochemical Science. 2012. Vol. 7. No. 6, pp. 5734–5745.

  28. Lin Y., Yang H., Zhu J., Wang F. Magnetic and Dielectric Properties of YIG/HDPE Composites for High-Frequency Applications // International Journal of Polymers Materials and Polymeric Biomaterials. 2010. Vol. 59. No. 8, pp. 570–576. DOI: 10.1080/ 00914031003760675

  29. Rao P.B.C., Setty S.P. Electrical properties of Ni-Zn nanoferrite particles // International Journal of Engineering Science and Technology. 2010. Vol. 2. No. 8, pp. 3351–3354.

  30. Babayan V., Kazantseva N.E., Moucka R, Sapurina I., Spivak Yu.M, Moshnikov V.A. Combined effect of demagnetizing field and induced magnetic anisotropy on the magnetic properties of manganese–zinc ferrite composites // Journal of Magnetism and Magnetic materials. 2012. Vol. 324. No. 2, pp. 161 – 172. DOI: 10.1016/j.jmmm.2011.08.002

  31. Ohnuma S, Fujimori H, Masumoto T, Xiong X.Y., Ping D.H., Hono K. FeCo–Zr–O nanogranular soft-magnetic thin films with a high magnetic flux density / / Applied Physics Letters. 2003. Vol. 82. No. 6, pp. 946-948. DOI: 10.1063/1.1537456



Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024