RU2438982C2 - Synthesis of nanoparticles of composite metal oxides in supercritical water - Google Patents
Synthesis of nanoparticles of composite metal oxides in supercritical water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2438982C2 RU2438982C2 RU2010109133/05A RU2010109133A RU2438982C2 RU 2438982 C2 RU2438982 C2 RU 2438982C2 RU 2010109133/05 A RU2010109133/05 A RU 2010109133/05A RU 2010109133 A RU2010109133 A RU 2010109133A RU 2438982 C2 RU2438982 C2 RU 2438982C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanoparticles
- salts
- synthesis
- supercritical water
- atm
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Abstract
Description
Изобретение относится к области синтеза нано- и микрочастиц сложных оксидов металлов в сверхкритической воде и может найти применение в получении материалов и соединений высокой чистоты и с уникальными свойствами.The invention relates to the field of synthesis of nano- and microparticles of complex metal oxides in supercritical water and can find application in the production of materials and compounds of high purity and with unique properties.
Для синтеза наноструктурных материалов, представителями которых являются наночастицы, нанопленки и нанопроволоки, предложено много методов, которые можно разделить на две принципиальные группы. Первая, получение наноструктур из материалов нормальных размеров, т.е. bulk materials. Вторая, получение наноструктур из систем молекулярного уровня.For the synthesis of nanostructured materials, which are represented by nanoparticles, nanofilms and nanowires, many methods have been proposed that can be divided into two principal groups. First, obtaining nanostructures from materials of normal sizes, i.e. bulk materials. The second is the preparation of nanostructures from molecular level systems.
Чистые окислы различных металлов находят широкое применение в практике. Многие окислы, в первую очередь Al2О3, W2O5, Cr2О3, Fe2O3 и др., используются в качестве катализаторов, другие для упрочнения металлов и для получения ферритов.Pure oxides of various metals are widely used in practice. Many oxides, primarily Al 2 O 3 , W 2 O 5 , Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 and others, are used as catalysts, others for the hardening of metals and for the production of ferrites.
Основными методами синтеза или получения чистых окислов металлов являются термическое разложение солей (сухой метод) при высоких температурах и осаждение гидроокисей из растворов (влажный метод) с последующим их прокаливанием.The main methods for the synthesis or preparation of pure metal oxides are the thermal decomposition of salts (dry method) at high temperatures and the precipitation of hydroxides from solutions (wet method) followed by calcination.
К основным недостаткам известных методов синтеза окислов металлов следует отнести:The main disadvantages of the known methods for the synthesis of metal oxides include:
1. Нитраты щелочных металлов, применяемые в качестве исходных веществ, при прокаливании переходят в нитриты и окислов не образуют.1. Alkali metal nitrates used as starting materials, when calcined, pass into nitrites and do not form oxides.
2. Прокаливанием некоторых солей очень трудно получить, например, окислы стронция или бария, так как их карбонаты начинают разлагаться только при 1200-1300°С.2. By calcining some salts it is very difficult to obtain, for example, oxides of strontium or barium, since their carbonates begin to decompose only at 1200-1300 ° C.
3. Прокаливанием солей трудно получить чистые окислы металлов.3. By calcining salts, it is difficult to obtain pure metal oxides.
4. Соли, образованные нелетучими кислотами (фосфаты, бораты, вольфраматы и др.), при нагревании не разлагаются, за исключением солей аммония и ртути, и потому не могут служить исходными веществами для получения окислов соответствующих металлов.4. Salts formed by non-volatile acids (phosphates, borates, tungstates, etc.) do not decompose upon heating, with the exception of ammonium and mercury salts, and therefore cannot serve as starting materials for the production of oxides of the corresponding metals.
5. При прокаливании аммонийных солей выделяется аммиак-восстановитель, что может привести к загрязнению получаемого продукта низшими окислами элементов.5. When calcining ammonium salts, an ammonia reducing agent is released, which can lead to contamination of the resulting product with lower oxides of elements.
6. Поскольку большинство гидроокисей (для метода получения окислов металлов из гидроокисей), осаждаемых из растворов, трудно получить в чистом, свободном от примесей состоянии, трудно получить индивидуальные окислы в чистом виде также.6. Since most hydroxides (for the method of producing metal oxides from hydroxides) deposited from solutions are difficult to obtain in a pure state free of impurities, it is difficult to obtain individual oxides in a pure form as well.
7. Дегидратация гидроокисей при их прокаливании не всегда идет до конца, и часто полученные таким образом окислы содержат небольшое количество гидроокиси.7. Dehydration of hydroxides during their calcination does not always go to the end, and often the oxides thus obtained contain a small amount of hydroxide.
8. Чистота и свойства окислов металлов, полученных этими методами, сильно зависит от режима и температуры прокаливания.8. The purity and properties of metal oxides obtained by these methods strongly depend on the calcination mode and temperature.
Сверхкритические флюиды являются привлекательной средой для синтеза, модификации и формирования наночастиц неорганических материалов, в частности окислов металлов (TiO2, Cr2O3, LiFePO4) [Reverchon E., Adami R. Nanomaterials and supercritical fluids // J. of Supercritical Fluids. 2006. V.37. P.1.; Jung J., Perrut M. Particle design using supercritical fluids: Literature and patent survey // J. of Supercritical Fluids. 2001. V.20. P.179.; Zhang Y., Erkey C. Preparation of supported metallic nanoparticles using supercritical fluids: A review // J. of Supercritical Fluids. 2006. V.38. P.252.; Aymonier C., Loppiner-Serani A., Reveron H., Garrabos Y., Cansell F. Review of supercritical fluids in inorganic materials science // J. of Supercritical Fluids. 2006. V.38. P.242]. Такие наноструктуры и материалы демонстрируют необычные свойства, отличные от таковых для массивных материалов.Supercritical fluids are an attractive medium for the synthesis, modification, and formation of nanoparticles of inorganic materials, in particular metal oxides (TiO 2 , Cr 2 O 3 , LiFePO 4 ) [Reverchon E., Adami R. Nanomaterials and supercritical fluids // J. of Supercritical Fluids . 2006. V.37. P.1 .; Jung J., Perrut M. Particle design using supercritical fluids: Literature and patent survey // J. of Supercritical Fluids. 2001. V.20. P.179 .; Zhang Y., Erkey C. Preparation of supported metallic nanoparticles using supercritical fluids: A review // J. of Supercritical Fluids. 2006. V.38. P.252 .; Aymonier C., Loppiner-Serani A., Reveron H., Garrabos Y., Cansell F. Review of supercritical fluids in inorganic materials science // J. of Supercritical Fluids. 2006. V.38. P.242]. Such nanostructures and materials exhibit unusual properties that are different from those for bulk materials.
Известен метод синтеза частиц окислов металлов [T.Adschiri, Y.Hakuta, K.Arai, Hydrothermal synthesis of metal oxide fine particles at supercritical conditions, Ind. Eng. Chem. Res. 39 (2000) 4901; T.Adschiri, Y.Hakuta, K.Sue, K.Arai, Hydrothermal synthesis of metal oxide nanoparticles at supercritical conditions, J. Nanopart. Res. 3 (2001) 227; A.Cabanas, J.Darr, E.Lester, M.Poliakoff, Continuous hydrothermal synthesis of inorganic materials in a near-critical water flow reactor; the one-step synthesis of nano-particulate Ce1-xZrxO2 (x=0-1) solid solutions, J. Mater. Chem. 11 (2001) 561], при помощи которого осуществляют гидротермический синтез нано- и микрочастиц окислов металлов в сверхкритической воде - ск-Н2О.A known method for the synthesis of particles of metal oxides [T.Adschiri, Y. Hakuta, K. Arai, Hydrothermal synthesis of metal oxide fine particles at supercritical conditions, Ind. Eng. Chem. Res. 39 (2000) 4901; T.Adschiri, Y. Hakuta, K. Sue, K. Arai, Hydrothermal synthesis of metal oxide nanoparticles at supercritical conditions, J. Nanopart. Res. 3 (2001) 227; A. Cabanas, J. Darr, E. Lester, M. Polyakoff, Continuous hydrothermal synthesis of inorganic materials in a near-critical water flow reactor; the one-step synthesis of nano-particulate Ce 1-x Zr x O 2 (x = 0-1) solid solutions, J. Mater. Chem. 11 (2001) 561], with the help of which hydrothermal synthesis of nano- and microparticles of metal oxides in supercritical water — cc — H 2 O — is carried out.
Несколько основных одно- и многостадийных химических реакций прекурсора и солей металлов могут реализовываться при синтезе частиц в ск-Н2О: гидролиз и дегидратация, термолиз, восстановление и окисление (как правило, в присутствии водорода). В области критических параметров воды увеличивается ее диссоциация и, следовательно, концентрация в ней Н+ и ОН-. В результате этого, гидротермический синтез в ск-Н2О наночастиц окислов металлов из их солей осуществляются в результате двухстадийных реакций гидролиза и дегидратации:Several basic single and multi-stage chemical reactions of the precursor and metal salts can be realized in the synthesis of particles in c- H 2 O: hydrolysis and dehydration, thermolysis, reduction, and oxidation (usually in the presence of hydrogen). In the region of critical parameters of water, its dissociation increases and, consequently, the concentration of H + and OH - in it . As a result of this, hydrothermal synthesis in c- H 2 O of metal oxide nanoparticles from their salts is carried out as a result of two-stage hydrolysis and dehydration reactions:
Гидролиз: MeBn+nOH-→Me(OH)n+nВ- Hydrolysis: MeB n + nOH - → Me (OH) n + nB -
Дегидратация: Me(OH)n→MeOn/2+n/2H2ODehydration: Me (OH) n → MeO n / 2 + n / 2H 2 O
Гидротермический метод прост в реализации и масштабировании, осуществляется в реакторах, автоклавах или проточных трубчатых реакторах, позволяет контролировать свойства и размер частиц.The hydrothermal method is simple to implement and scale, carried out in reactors, autoclaves or flow tube reactors, allows you to control the properties and particle size.
Известен способ гидротермального синтеза частиц сложных оксидов металлов, принятый нами за прототип [JP 2001163700 (A) Arai Kunio, Ajiri Masafumi. Lithium-based composite metal oxide and method of producing the same], при помощи которого проводят непрерывный синтез наночастиц LiCoO2 в сверхкритической воде. Способ включает раздельную подачу в реактор растворов соли Со(NO3)2, гидрооксида лития - LiOH и пероксида водорода - Н2О2. Пероксид водорода в прототипе применяется для получения кислорода при разложении H2O2 и дальнейшее его участие в реакции окисления Со2+.A known method of hydrothermal synthesis of particles of complex metal oxides, adopted by us for the prototype [JP 2001163700 (A) Arai Kunio, Ajiri Masafumi. Lithium-based composite metal oxide and method of producing the same], with the help of which continuous synthesis of LiCoO 2 nanoparticles in supercritical water is carried out. The method includes separate feeding into the reactor solutions of Co (NO 3 ) 2 salt, lithium hydroxide — LiOH and hydrogen peroxide — H 2 O 2 . Hydrogen peroxide in the prototype is used to produce oxygen during the decomposition of H 2 O 2 and its further participation in the oxidation reaction of Co 2+ .
К главному недостатку прототипа следует отнести неконтролируемое образование Со3O4, вследствие использования кислорода, образующегося при разложении Н2O2.The main disadvantage of the prototype should include the uncontrolled formation of Co 3 O 4 , due to the use of oxygen generated during the decomposition of H 2 O 2 .
Предлагаемое изобретение решает задачу эффективного синтеза соединений окислов металлов сложного состава.The present invention solves the problem of efficient synthesis of compounds of metal oxides of complex composition.
Синтез наночастиц сложного оксида LiMeOx, где Me - Со, Ni, Zn, Cu, осуществляют смешением 0.1М водного раствора двух солей: нитрата лития LiNO3 и соли Me - Со, Ni, Zn, Cu со сверхкритической водой в реакторе проточного типа при температуре 370-390°С, давлении 220-230 атм.The synthesis of nanoparticles of complex oxide LiMeO x , where Me - Co, Ni, Zn, Cu, is carried out by mixing a 0.1 M aqueous solution of two salts: lithium nitrate LiNO 3 and salts Me - Co, Ni, Zn, Cu with supercritical water in a flow type reactor at temperature 370-390 ° С, pressure 220-230 atm.
Синтез наночастиц LiCoO2 осуществляют смешением 0.1М водного раствора двух солей: нитрата лития LiNO3 и сульфата кобальта CoSO4 со сверхкритической водой в реакторе проточного типа при температуре 380-390°С, давлении 226-230 атм.The synthesis of LiCoO 2 nanoparticles is carried out by mixing a 0.1 M aqueous solution of two salts: lithium nitrate LiNO 3 and cobalt sulfate CoSO 4 with supercritical water in a flow-type reactor at a temperature of 380-390 ° С, pressure 226-230 atm.
Синтез наночастиц LiNiO2 осуществляют смешением 0.1М водного раствора двух солей: нитрата лития LiNO3 и уксуснокислого никеля Ni(СН3СОО)2 со сверхкритической водой в реакторе проточного типа при температуре 380-390°С, давлении 226-230 атм.The synthesis of LiNiO 2 nanoparticles is carried out by mixing a 0.1 M aqueous solution of two salts: lithium nitrate LiNO 3 and nickel acetic acid Ni (СН 3 СОО) 2 with supercritical water in a flow-type reactor at a temperature of 380-390 ° С, pressure 226-230 atm.
Синтез наночастиц LiCuO2 осуществляют смешением 0.1М водного раствора двух солей: нитрата лития LiNO3 и уксуснокислой меди Cu(СН3СОО)2 со сверхкритической водой в реакторе проточного типа при температуре 380-390°С, давлении 226-230 атм.The synthesis of LiCuO 2 nanoparticles is carried out by mixing a 0.1 M aqueous solution of two salts: lithium nitrate LiNO 3 and copper acetic acid Cu (СН 3 СОО) 2 with supercritical water in a flow-type reactor at a temperature of 380-390 ° С, pressure 226-230 atm.
Синтез наночастиц LiZnO2 осуществляют смешением 0.1М водного раствора двух солей: нитрата лития LiNO3 и сульфата цинка ZnSO4 в реакторе проточного типа при температуре 370-380°С, давлении 220-230 атм.The synthesis of LiZnO 2 nanoparticles is carried out by mixing a 0.1 M aqueous solution of two salts: lithium nitrate LiNO 3 and zinc sulfate ZnSO 4 in a flow-type reactor at a temperature of 370-380 ° C, a pressure of 220-230 atm.
Технический результат - синтез соединений окислов металлов на основе наночастиц, создание экологически чистой безотходной технологии.The technical result - the synthesis of compounds of metal oxides based on nanoparticles, the creation of environmentally friendly waste-free technology.
Исходные маточные растворы для синтеза LiСоО2, LiNiO2, LiZnO2, LiCuO2 готовят растворением в воде эквимолярных количеств безводного нитрата лития - LiNiO3 и одной из солей CoSO4·7H2O, Ni(СН3СОО)2·4Н2O, Ni(NO3)3·6H2O, Cu(СН3СОО)2·H2O, ZnSO4·7H2O. Гидротермический синтез соединений окислов двух металлов LiMeOx (LiCoO2, LiNiO2, LiZnO2, LiCuO2), одним из которых является Li, проводят в непрерывном режиме в реакторе проточного типа (Фиг.1).The initial mother liquors for the synthesis of LiСОО 2 , LiNiO 2 , LiZnO 2 , LiCuO 2 are prepared by dissolving in water equimolar amounts of anhydrous lithium nitrate - LiNiO 3 and one of the salts CoSO 4 · 7H 2 O, Ni (СН 3 СОО) 2 · 4Н 2 O , Ni (NO 3 ) 3 · 6H 2 O, Cu (СН 3 СОО) 2 · H 2 O, ZnSO 4 · 7H 2 O. Hydrothermal synthesis of compounds of oxides of two metals LiMeO x (LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiZnO 2 , LiCuO 2 ), one of which is Li, is carried out continuously in a flow-type reactor (Figure 1).
Маточный раствор из емкости 2 шприцевым насосом 4 подают в трубчатый реактор 5 объемом 7.2 см3, помещенный в печь с кипящим слоем песка 7,- поток 1 через смеситель 6, в котором происходит его смешение со ск-H2O - поток 2, подаваемый поршневым насосом 3 из емкости 1 в непрерывном режиме. Превращения проводят при температурах и давлениях, близких к критическим параметрам смеси, содержащей более 95% воды, - температура 370-390°С, давление 220-230 атм. Продукты взаимодействия солей с ск-H2O выходят из реактора в теплообменник 8, через клапан обратного давления 9 в накопительную емкость 10.The mother liquor from the
Продукты гидротермического синтеза, в зависимости от размера и свойств образующихся кристаллов, часто представляют собой неосаждающуюся смесь частиц в воде. Выделение образующихся частиц окислов металлов из раствора для анализа твердой фазы проводят центрифугированием раствора или выпариванием, с последующей сушкой твердой фазы.The products of hydrothermal synthesis, depending on the size and properties of the crystals formed, are often a non-precipitating mixture of particles in water. The separation of the formed particles of metal oxides from the solution for analysis of the solid phase is carried out by centrifugation of the solution or by evaporation, followed by drying of the solid phase.
Структура, фазовый и элементный состав образцов полученных соединений анализируют методами электронной сканирующей микроскопии (HRTEM), рентгенофазового анализа (XRD). В отдельных случаях, образовавшиеся водные продукты анализируют с использованием метода UV спектроскопии.The structure, phase and elemental composition of samples of the obtained compounds are analyzed by electron scanning microscopy (HRTEM), x-ray phase analysis (XRD). In some cases, the resulting aqueous products are analyzed using UV spectroscopy.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами, иллюстрациями.The invention is illustrated by the following examples, illustrations.
Пример 1. Синтез LiCoO2 Example 1. Synthesis of LiCoO 2
Для гидротермического синтеза соединения LiCoO2 готовят 0.1М водный раствор нитрата лития LiNO3 с сульфатом кобальта CoSO4. Температура гидротермического синтеза изменялась 380-390°С, давление 226-230 атм. На Фиг.2а, б приведены HRTEM снимки частиц-продуктов гидротермического синтеза. Видно, что частицы LiCoO2 имеют круглую форму размером ~500 нм. Эти частицы окружены «шубой», состоящей из продуктов, образовавшихся после высушивания растворителя. Крупные частицы размером ~500 нм образуют агломераты из 3-4 частиц, более мелкие >500 нм из 10 и более.For hydrothermal synthesis of the LiCoO 2 compound, a 0.1 M aqueous solution of lithium nitrate LiNO 3 with cobalt sulfate CoSO 4 is prepared. The temperature of hydrothermal synthesis varied 380-390 ° C, pressure 226-230 atm. On figa, b shows HRTEM images of particles of the products of hydrothermal synthesis. It can be seen that the LiCoO 2 particles have a circular shape with a size of ~ 500 nm. These particles are surrounded by a "fur coat" consisting of products formed after drying of the solvent. Large particles of ~ 500 nm in size form agglomerates of 3-4 particles, smaller ones> 500 nm of 10 or more.
Пример 2. Синтез LiNiO2 Example 2. Synthesis of LiNiO 2
Для проведения синтеза готовят водный 0.1М раствор нитрата лития LiNO3 и уксуснокислого никеля Ni(СН3СОО)2. Температура синтеза изменялась 380-390°С, давление 226-230 атм. На Фиг.3а, б, с приведены снимки HRTEM синтезируемого образца целевого соединения, которое имеет вид слоистых пластин размером ~50 нм и толщиной около 2-3 нм. Для этой структуры расстояния межатомных плоскостей, Фиг.3д, соответствуют соединению LiNiO2. В исследуемом образце наблюдаются и более контрастные частицы с размерами 3-5 нм, для которых размер межатомных плоскостей равен 0.246 нм - такой же, как и для слоистой фазы. На основании этого делается вывод о том, что слоистая фаза - это LiNiO2 (высокая степень замещения никеля литием), а мелкие контрастные частицы с низкой степенью замещения представляют собой фазу NiO. Последнее подтверждается также данными рентгенофазового анализа.For the synthesis, an aqueous 0.1 M solution of lithium nitrate LiNO 3 and nickel acetic acid Ni (CH 3 COO) 2 is prepared. The synthesis temperature varied 380-390 ° C, pressure 226-230 atm. Figures 3a, b, c show HRTEM images of the synthesized sample of the target compound, which has the form of layered plates with a size of ~ 50 nm and a thickness of about 2-3 nm. For this structure, the distances of the interatomic planes, Fig. 3d, correspond to the compound LiNiO 2 . In the test sample, more contrasting particles with sizes of 3-5 nm are also observed, for which the size of the interatomic planes is 0.246 nm - the same as for the layered phase. Based on this, it is concluded that the layered phase is LiNiO 2 (a high degree of substitution of nickel with lithium), and small contrast particles with a low degree of substitution are the NiO phase. The latter is also confirmed by x-ray phase analysis.
Пример 3. Синтез LiCuO2 Example 3. Synthesis of LiCuO 2
Маточный раствор (0.1М) готовят растворением солей нитрата лития LiNO3 и уксуснокислой меди Cu(СН3СОО)2 в воде. Температура гидротермического синтеза изменялась 380-390°С, давление 226-230 атм. По данным электронной сканирующей микроскопии синтезируемый образец представляет поликристаллическую смесь кристаллов с высокой степенью огранки, отвечающей кубической симметрии, и довольно однородных по габитусу, Фиг.4а, б. Их форма и размеры: изоморфная (кубики) ≈50 нм, вытянутая (параллелепипеды) ≈50×150 нм, уплощенная (пластины) 50×100 нм. Характерны дендритовидные сростки этих кристаллов. На поверхности кристаллов под пучком электронов в HRTEM образуется аморфный молекулярный слой с толщиной молекулярного порядка размеров, что характерно для кристаллических соединений лития.The mother liquor (0.1 M) is prepared by dissolving the salts of lithium nitrate LiNO 3 and copper acetate Cu (CH 3 COO) 2 in water. The temperature of hydrothermal synthesis varied 380-390 ° C, pressure 226-230 atm. According to electronic scanning microscopy, the synthesized sample is a polycrystalline mixture of crystals with a high degree of faceting, corresponding to cubic symmetry, and rather uniform in habit, Fig. 4a, b. Their shape and dimensions: isomorphic (cubes) ≈50 nm, elongated (parallelepipeds) ≈50 × 150 nm, flattened (plates) 50 × 100 nm. Dendritic intergrowths of these crystals are characteristic. An amorphous molecular layer with a molecular order thickness is formed on the crystal surface under an electron beam in HRTEM, which is typical for crystalline lithium compounds.
Рассчитанные межатомные плоскостные расстояния, Фиг.4с (0.282 с; 0.257 с; 0.232 с; 0.1894 ср.; 0.1668 сл.; 0.1508 сл.; 0.1388 ср.), относятся с куприту лития - LiCuO2 и CuO. Данные XRD также подтверждают наличие значительного количества CuO.The calculated interatomic plane distances, Fig. 4s (0.282 s; 0.257 s; 0.232 s; 0.1894 sr; 0.1668 sr .; 0.1508 s; 0.1388 sr), refer to lithium cuprite - LiCuO 2 and CuO. XRD data also confirms the presence of a significant amount of CuO.
Пример 4. Синтез LiZnO2 Example 4. Synthesis of LiZnO 2
Маточный раствор (0.1М) готовят растворением солей нитрата лития LiNO3 и сульфата цинка ZnSO4 в воде. Температура гидротермического синтеза изменялась 370-380°С, давление 220-230 атм.The mother liquor (0.1 M) is prepared by dissolving the salts of lithium nitrate LiNO 3 and zinc sulfate ZnSO 4 in water. The temperature of hydrothermal synthesis varied 370-380 ° C, pressure 220-230 atm.
На Фиг.4д приведен ТЕМ снимок синтезируемого соединения LiZnO2. Видно, что продукт синтеза представлен двумя типами структур: пластины (характерные размеры: ~10 нм × ~1 мкм) и агрегаты изометричных кристаллов с размерами не более 10 нм. Пластины нестабильны под пучком электронов HRTEM - происходит разупорядочение структуры. EDX дает для пластин интенсивную линию Zn.Figure 4e shows a TEM image of the synthesized compound LiZnO 2 . It can be seen that the synthesis product is represented by two types of structures: plates (characteristic sizes: ~ 10 nm × ~ 1 μm) and aggregates of isometric crystals with sizes not exceeding 10 nm. The plates are unstable under the HRTEM electron beam - the structure is disordered. EDX provides an intensive Zn line for wafers.
Приведенные примеры и иллюстрации демонстрируют, что предложенный метод и условия гидротермического синтеза позволяют синтезировать наночастицы окислов металлов требуемого размера и свойств.The above examples and illustrations demonstrate that the proposed method and hydrothermal synthesis conditions allow the synthesis of metal oxide nanoparticles of the required size and properties.
Как видно из текста и примеров, изобретение решает задачу синтеза соединений окислов металлов на основе наночастиц, создания экологически чистой безотходной технологии.As can be seen from the text and examples, the invention solves the problem of synthesis of compounds of metal oxides based on nanoparticles, creating an environmentally friendly waste-free technology.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109133/05A RU2438982C2 (en) | 2010-03-11 | 2010-03-11 | Synthesis of nanoparticles of composite metal oxides in supercritical water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109133/05A RU2438982C2 (en) | 2010-03-11 | 2010-03-11 | Synthesis of nanoparticles of composite metal oxides in supercritical water |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011145181/05A Division RU2488560C1 (en) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Synthesis of cerium oxide nanoparticles in supercritical water |
| RU2011145180/05A Division RU2487835C2 (en) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Synthesis of gallium oxide nanoparticles in supercritical water |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010109133A RU2010109133A (en) | 2011-09-20 |
| RU2438982C2 true RU2438982C2 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=44758406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010109133/05A RU2438982C2 (en) | 2010-03-11 | 2010-03-11 | Synthesis of nanoparticles of composite metal oxides in supercritical water |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2438982C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102897823A (en) * | 2012-07-26 | 2013-01-30 | 北京科技大学 | Preparation device and process of CeO2 powder by supercritical water system oxidation |
| RU2637222C2 (en) * | 2016-04-26 | 2017-12-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук" | Method of producing composite oxide of lithium and cobalt |
| RU2693200C1 (en) * | 2018-08-23 | 2019-07-01 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" | Method of producing nanoparticles of manganese oxides and aerogels based thereon and aerogel obtained by this method |
-
2010
- 2010-03-11 RU RU2010109133/05A patent/RU2438982C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102897823A (en) * | 2012-07-26 | 2013-01-30 | 北京科技大学 | Preparation device and process of CeO2 powder by supercritical water system oxidation |
| CN102897823B (en) * | 2012-07-26 | 2014-01-15 | 北京科技大学 | Preparation device and process of CeO2 powder by supercritical water system oxidation |
| RU2637222C2 (en) * | 2016-04-26 | 2017-12-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук" | Method of producing composite oxide of lithium and cobalt |
| RU2693200C1 (en) * | 2018-08-23 | 2019-07-01 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" | Method of producing nanoparticles of manganese oxides and aerogels based thereon and aerogel obtained by this method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010109133A (en) | 2011-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Einarsrud et al. | 1D oxide nanostructures from chemical solutions | |
| Saedy et al. | Hydrothermal synthesis and physicochemical characterization of CuO/ZnO/Al2O3 nanopowder. Part I: Effect of crystallization time | |
| Li et al. | Topochemical molten salt synthesis for functional perovskite compounds | |
| Wang et al. | Preparation of ZnO nanoparticles using the direct precipitation method in a membrane dispersion micro-structured reactor | |
| Prasad et al. | Synthesis of zirconium dioxide by ultrasound assisted precipitation: effect of calcination temperature | |
| Dunne et al. | The rapid size-and shape-controlled continuous hydrothermal synthesis of metal sulphide nanomaterials | |
| JP5038389B2 (en) | Method for producing transition metal oxide nanoparticles | |
| White et al. | Morphological control of synthetic Ni 3 Si 2 O 5 (OH) 4 nanotubes in an alkaline hydrothermal environment | |
| CN101234750B (en) | Method of preparing superfine micro-particle and nano granule | |
| JP2018508440A (en) | Continuous flow process for producing surface-modified metal oxide nanoparticles by supercritical solvent thermal synthesis | |
| Nguyen et al. | Size-and shape-controlled synthesis of monodisperse metal oxide and mixed oxide nanocrystals | |
| KR100753773B1 (en) | Method for preparing perovskite oxide nanopowders | |
| Li et al. | Synthesis and visible light photocatalytic property of polyhedron-shaped AgNbO 3 | |
| RU2438982C2 (en) | Synthesis of nanoparticles of composite metal oxides in supercritical water | |
| CN101234347B (en) | Method for preparing niobate composition metal oxide nano particle | |
| Tugova et al. | Nanocrystalline perovskite-like oxides formation in Ln 2O 3-Fe 2O 3-h 2O (Ln= La, Gd) systems | |
| Lomakin et al. | Influence of hydrothermal synthesis conditions on the composition of the pyrochlore phase in the Bi2O3-Fe2O3-WO3 system | |
| Lin et al. | Kinetics and mechanistic insights into the hydrothermal synthesis of alumina microrods | |
| CN1207206C (en) | Method for preparing nano magnesium oxide | |
| Masaki et al. | Hydrothermal synthesis of potassium titanates in Ti-KOH-H2O system | |
| Abe et al. | Formation of La-based perovskite compounds in supercritical water | |
| Anikeev | Hydrothermal synthesis of metal oxide nano-and microparticles in supercritical water | |
| CN103046132A (en) | Preparation and application of ZnO nanometer monocrystal with porous flower-like structure | |
| JP5763069B2 (en) | Control method of hydrothermal synthesis reaction using aldehyde | |
| Lai et al. | Synthesis of highly uniform ceria nanosheets by carbon dioxide carbonization and their growth mechanism |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150312 |