RU2724251C1 - Nanocomposite magnetic material based on polydiphenylamine and nanoparticles of co-fe and a method for production thereof - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to production of new structured hybrid nanocomposite magnetic materials based on electroactive polymers. Hybrid nanocomposite magnetic material includes a polymer matrix – polydiphenylamine (PDPA) and iron (Fe) and cobalt (Co) metal nanoparticles dispersed therein, with total content of Co-Fe nanoparticles in material of 2–45 wt% of weight of polymer matrix. Method of producing a hybrid nanocomposite magnetic material involves IR heating of a precursor. Precursor is obtained by combined dissolution of polydiphenylamine (PDPA) and cobalt and iron salts in an organic solvent with subsequent removal of solvent at 60–85 °C. Infrared heating is carried out in an argon atmosphere at temperature of 400–600 °C for 2–10 minutes.EFFECT: higher magnetisation of saturation, heat resistance, simplified production of hybrid nanocomposite magnetic material.5 cl, 18 dwg, 1 tbl, 23 ex

Description

Изобретение относится к области создания новых структурированных гибридных нанокомпозитных магнитных материалов на основе электроактивных полимеров с системой полисопряжения и биметаллических наночастиц Co-Fe и может быть использовано в системах магнитной записи информации, медицине, гипертермии, при создании электромагнитных экранов, контрастирующих материалов для магниторезонансной томографии, как антистатические покрытия и материалы, поглощающие электромагнитное излучение в различных диапазонах длины волны, для получения антикоррозионных покрытий, в органической электронике, при создании компонентов электронной техники, микроэлектромеханических систем, для каталитического удаления органических загрязнителей воды в комбинации с магнитным сепарированием для очистки воды.The invention relates to the field of creating new structured hybrid nanocomposite magnetic materials based on electroactive polymers with a poly-conjugation system and Co-Fe bimetallic nanoparticles and can be used in magnetic information recording systems, medicine, hyperthermia, when creating electromagnetic screens, contrasting materials for magnetic resonance imaging, such as antistatic coatings and materials that absorb electromagnetic radiation in various wavelength ranges, for the production of anticorrosive coatings, in organic electronics, in the creation of electronic components, microelectromechanical systems, for the catalytic removal of organic water pollutants in combination with magnetic separation for water purification.

Одним из путей эффективного предотвращения агрегирования магнитных наночастиц является их стабилизация за счет полимерной матрицы [1-3]. Гибридные нанокомпозиты сочетают полезные свойства полимеров и металлических наночастиц. Материалы на основе полимеров с системой полисопряжения и магнитных наночастиц привлекают особое внимание благодаря их уникальным физико-химическим свойствам [3]. Это обусловливает высокий потенциал их практического использования.One of the ways to effectively prevent aggregation of magnetic nanoparticles is their stabilization due to the polymer matrix [1-3]. Hybrid nanocomposites combine the beneficial properties of polymers and metal nanoparticles. Materials based on polymers with a polyconjugation system and magnetic nanoparticles attract special attention due to their unique physicochemical properties [3]. This leads to a high potential for their practical use.

В большинстве работ для получения гибридных нанокомпозитов с магнитными наночастицами, диспергированными в матрице полимера с системой полисопряжения, чаще всего использовали метод in situ полимеризации мономера в присутствии магнитных наночастиц [4-7]. В качестве мономеров наиболее часто используют анилин, пиррол, этилендиокситиофен. Полимеризацию ведут в реакционной среде, содержащей магнитные наночастицы Fe₃O₄, γ-Fe₂O₃, α-Fe₂O₃, Co₃O₄, в присутствии окислителей (NH₄)₂S₂O₈, Н₂О₂ или FeCl₃. Полученные гибридные наноматериалы являются суперпарамагнетиками благодаря малым размерам и высокой дисперсности магнитных наночастиц. Намагниченность насыщения сильно зависит от состава нанокомпозитов и варьируется в пределах M_S ~ 0.06-80.4 Гс⋅см³/г.In most studies, in situ polymerization of a monomer in the presence of magnetic nanoparticles was most often used to obtain hybrid nanocomposites with magnetic nanoparticles dispersed in a polymer matrix with a polyconjugation system [4–7]. Aniline, pyrrole, ethylenedioxythiophene are most often used as monomers. The polymerization is carried out in a reaction medium containing magnetic nanoparticles of Fe ₃ O ₄ , γ-Fe ₂ O ₃ , α-Fe ₂ O ₃ , Co ₃ O ₄ , in the presence of oxidizing agents (NH ₄ ) ₂ S ₂ O ₈ , H ₂ O ₂ or FeCl ₃ . The obtained hybrid nanomaterials are superparamagnets due to their small size and high dispersion of magnetic nanoparticles. The saturation magnetization strongly depends on the composition of the nanocomposites and varies in the range M _S ~ 0.06–80.4 G · cm ³ / g.

Наиболее близкими к предложенным являются синтезированный впервые авторами металл-полимерный магнитный материал на основе ароматического производного полианилина - полидифениламина (ПДФА) и наночастиц Fe₃O₄ и способ получения этого магнитного материала в процессе термических превращений полимера в присутствии железа (III) хлорида FeCl₃⋅6H₂O в условиях ИК-нагрева [8]. Наличие точечных рефлексов, расположенных на Дебаевских кольцах электронной дифракции, свидетельствует о том, что кристаллические образования достаточно крупные. Коэффициент прямоугольности петли гистерезиса k_n=0.024-0.12 свидетельствует о значительной доле суперпарамагнитных наночастиц.Closest to those proposed are the first-synthesized metal-polymer magnetic material based on an aromatic derivative of polyaniline - polydiphenylamine (PDFA) and Fe ₃ O ₄ nanoparticles and a method for producing this magnetic material in the process of thermal polymer transformations in the presence of iron (III) chloride FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O under infrared heating [8]. The presence of point reflections located on the Debye rings of electron diffraction indicates that the crystalline formations are quite large. The squareness coefficient of the hysteresis loop k _n = 0.024-0.12 indicates a significant proportion of superparamagnetic nanoparticles.

Недостатком известного материала и способа является низкая намагниченность насыщения M_S - не выше 7.09 Гс⋅см³/г, большая коэрцитивная сила H_C=72-118 Э, недостаточная термостабильность нанокомпозита Fe₃O₄/ПДФА. При этом ИК-нагрев необходимо осуществить при Т=700°С, так как снижение температуры синтеза приводит к резкому падению намагниченности насыщения. Например, при 500°С намагниченность насыщения M_S не выше 2.26 Гс⋅см³/г. При этом за время менее 10 мин наноструктурированный композитный материал Fe₃O₄/ПДФА не успевает формироваться, а увеличение времени синтеза до 60 мин мало влияет на структуру нанокомпозита. Основные процессы термоокислительной деструкции нанокомпозита Fe₃O₄/ПДФА начинаются при 350°С. Нанокомпозит теряет половину первоначальной массы на воздухе при 467°С. В инертной среде при 920°С остаток не превышает 69%.A disadvantage of the known material and method is the low saturation magnetization M _S — not higher than 7.09 G · cm ³ / g, high coercive force H _C = 72-118 Oe, insufficient thermal stability of the Fe ₃ O ₄ / PDFA nanocomposite. In this case, IR heating must be carried out at T = 700 ° C, since a decrease in the synthesis temperature leads to a sharp decrease in the saturation magnetization. For example, at 500 ° C the saturation magnetization M _{S is} not higher than 2.26 Gf · cm ³ / g. Moreover, in less than 10 minutes, the nanostructured composite material Fe ₃ O ₄ / PDFA does not have time to form, and an increase in the synthesis time to 60 minutes has little effect on the structure of the nanocomposite. The main processes of thermooxidative destruction of the Fe ₃ O ₄ / PDFA nanocomposite begin at 350 ° С. The nanocomposite loses half of its original mass in air at 467 ° C. In an inert atmosphere at 920 ° C, the residue does not exceed 69%.

Задача предлагаемого изобретения заключается в создании гибридного нанокомпозитного магнитного материала с суперпарамагнитными свойствами, высокой намагниченностью насыщения и термостойкостью (термостабильностью), и разработке простого и эффективного способа его получения.The objective of the invention is to create a hybrid nanocomposite magnetic material with superparamagnetic properties, high saturation magnetization and heat resistance (thermal stability), and the development of a simple and effective method for its preparation.

Поставленная задача решается тем, что предложен гибридный нанокомпозитный магнитный материал, включающий полимерную матрицу - полидифениламин (ПДФА) и диспергированные в ней металлические наночастицы железа (Fe), который дополнительно содержит наночастицы кобальта (Со) при общем содержании наночастиц Co-Fe в материале 2-45 масс. % от массы полимерной матрицы.The problem is solved in that a hybrid nanocomposite magnetic material is proposed, including a polymer matrix - polydiphenylamine (PDFA) and metallic iron (Fe) nanoparticles dispersed in it, which additionally contains cobalt (Co) nanoparticles with a total content of Co-Fe nanoparticles in the 2- 45 mass. % by weight of the polymer matrix.

Синтезированный впервые авторами ПДФА представляет собой ароматический полиамин с системой полисопряжения, в котором дифениленовые звенья разделены аминогруппами [9-11]. ПДФА имеет молекулярную массу M_w=(9-11)×10³ и следующую структуру:PDFA synthesized for the first time by the authors is an aromatic polyamine with a polyconjugation system in which diphenylene units are separated by amino groups [9-11]. PDFA has a molecular weight M _w = (9-11) × 10 ³ and the following structure:

Выбор полимера обусловлен его высокой термостабильностью (до 450°С на воздухе и до 600-650°С в инертной атмосфере [11]).The choice of polymer is due to its high thermal stability (up to 450 ° C in air and up to 600-650 ° C in an inert atmosphere [11]).

Поставленная задача также решается тем, что в способе получения гибридного нанокомпозитного магнитного материала путем ИК-нагрева полимерной матрицы - полидифениламин (ПДФА) в присутствии соли Fe (III), для получения заявленного материала прекурсор получают совместным растворением полидифениламина (ПДФА) и солей кобальта и железа в органическом растворителе с последующим удалением растворителя при температуре 60-85°С, а ИК-нагрев осуществляют в атмосфере аргона при температуре 400-600°С.The problem is also solved by the fact that in the method of producing a hybrid nanocomposite magnetic material by infrared heating of a polymer matrix - polydiphenylamine (PDFA) in the presence of a Fe (III) salt, to obtain the claimed material, the precursor is obtained by the joint dissolution of polydiphenylamine (PDFA) and cobalt and iron salts in an organic solvent, followed by removal of the solvent at a temperature of 60-85 ° C, and IR heating is carried out in an argon atmosphere at a temperature of 400-600 ° C.

При ИК-излучении благодаря переходу системы в колебательно-возбужденное состояние оказывается возможным резко повысить скорость химических реакций и значительно сократить время процесса.With IR radiation, due to the transition of the system to a vibrationally excited state, it is possible to sharply increase the rate of chemical reactions and significantly reduce the process time.

ПДФА предпочтительно получают окислительной полимеризацией в межфазном процессе, в котором осуществляют взаимодействие мономера, находящегося в органической фазе, и окислителя, находящегося в водной фазе, при соотношении объемов водной и органической фаз - 1:2, и рост полимера происходит на границе раздела фаз [9].PDFA is preferably obtained by oxidative polymerization in an interfacial process in which the monomer in the organic phase and the oxidizing agent in the aqueous phase are reacted with a volume ratio of the aqueous and organic phases of 1: 2, and the polymer grows at the interface [9 ].

В качестве соли Со (II) могут использовать его ацетат Co(OOCCH₃)₂⋅4H₂O или ацетилацетонат Со(СН₃СОСН=С(СН₃)O)₂, или карбонат CoCO₃⋅6H₂O, или нитрат Co(NO₃)₂⋅6H₂O при содержании кобальта [Со]=1-15 масс. % от массы полимерной матрицы.As Co (II) salt, it can be used its acetate Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O or acetylacetonate Co (CH ₃ COCH = C (CH ₃ ) O) ₂ , or carbonate CoCO ₃ ⋅ 6H ₂ O, or Co nitrate (NO ₃ ) ₂ ⋅ 6H ₂ O when the cobalt content [Co] = 1-15 wt. % by weight of the polymer matrix.

В качестве соли Fe (III) могут использовать его хлорид FeCl₃⋅6H₂O или нитрат Fe(NO₃)₃⋅6H₂O, или ацетилацетонат Fe(CH₃COCH=C(CH₃)O)₃ при содержании железа [Fe]=2-30 масс. % от массы полимерной матрицы.As the Fe (III) salt, its chloride FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O or nitrate Fe (NO ₃ ) ₃ ⋅ 6H ₂ O, or Fe acetylacetonate (CH ₃ COCH = C (CH ₃ ) O) ₃ with the iron content [ Fe] = 2-30 mass. % by weight of the polymer matrix.

В качестве органического растворителя могут использовать диметилформамид (ДМФА), диметилсульфоксид (ДМСО) или N-метилпирролидон.As the organic solvent, dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO) or N-methylpyrrolidone can be used.

Для синтеза ПДФА в межфазном процессе мономер - дифениламин растворяют в органическом растворителе (например, толуоле), а окислитель (например, персульфат аммония) и кислоту (например, соляную кислоту) - в воде. Соотношение объемов водной и органической фаз составляет 1:2. Растворы органической и водной фаз смешивают сразу без постепенного дозирования реагентов. По окончании синтеза полученный продукт осаждают, удаляют остатки реагентов и сушат.For the synthesis of PDFA in the interfacial process, the monomer diphenylamine is dissolved in an organic solvent (for example, toluene), and the oxidizing agent (for example, ammonium persulfate) and acid (for example, hydrochloric acid) are dissolved in water. The ratio of the volumes of the aqueous and organic phases is 1: 2. Solutions of the organic and aqueous phases are mixed immediately without gradual dosing of the reagents. At the end of the synthesis, the resulting product is precipitated, the residual reagents are removed and dried.

Для синтеза нанокомпозита Co-Fe/ПДФА готовят совместный раствор ПДФА, солей кобальта (II) (ацетата Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O, ацетилацетоната Со(СН₃СОСН=С(СН₃)O)₂, карбоната CoCO₃⋅6H₂O или нитрата Co(NO₃)₂⋅6H₂O) и железа (III) (хлорида FeCl₃⋅6H₂O, нитрата Fe(NO₃)₃⋅6H₂O или ацетилацетоната Fe(CH₃COCH=C(CH₃)O)₃) - в диметилформамиде (ДМФА). Концентрация ПДФА в растворе ДМФА составляет 2 масс. %, содержание кобальта [Со]=1-15 масс. % и железа [Fe]=2-30 масс. % от массы полимера. Прекурсор, состоящий из ПДФА, солей кобальта (II) и железа (III), получают удалением растворителя (ДМФА) при Т=60-85°С. Прекурсор подвергают ИК-излучению с использованием автоматизированной установки ИК-нагрева в атмосфере Ar при разных температурах образца в интервале Т=400-600°С в течение 2-10 мин.To synthesize the Co-Fe / PDFA nanocomposite, a joint solution of PDFA, cobalt (II) salts (Co acetate (ОСОСН ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O, acetylacetonate Co (СН ₃ СОСН = С (СН ₃ ) O) ₂ , carbonate CoCO _{3 is} prepared ⋅6H ₂ O or nitrate Co (NO ₃ ) ₂ ⋅ 6H ₂ O) and iron (III) (chloride FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O, nitrate Fe (NO ₃ ) ₃ ⋅ 6H ₂ O or acetylacetonate Fe (CH ₃ COCH = C (CH ₃ ) O) ₃ ) - in dimethylformamide (DMF). The concentration of PDFA in a solution of DMF is 2 mass. %, cobalt content [Co] = 1-15 mass. % and iron [Fe] = 2-30 wt. % by weight of the polymer. A precursor consisting of PDFA, cobalt (II) salts and iron (III) is obtained by removing the solvent (DMF) at T = 60-85 ° C. The precursor is subjected to infrared radiation using an automated infrared heating installation in an Ar atmosphere at different sample temperatures in the range T = 400-600 ° C for 2-10 minutes.

Гибридный нанокомпозит Co-Fe/ПДФА представляет собой черный порошок, нерастворимый в органических растворителях (N-МП, ДМФА, ДМСО).The Co-Fe / PDFA hybrid nanocomposite is a black powder insoluble in organic solvents (N-MP, DMF, DMSO).

Образование нанокомпозита Co-Fe/ПДФА подтверждено данными ИК-спектроскопии (ATR) и рентгеноструктурного исследования, сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), представленными на фиг. 1-11, где I -интенсивность, 2θ - угол, I/I⁰ - соотношение интенсивностей падающего и прошедшего излучения, ν - частота излучения.The formation of the Co-Fe / PDFA nanocomposite is confirmed by the data of IR spectroscopy (ATR) and X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) shown in FIG. 1-11, where I is the intensity, 2θ is the angle, I / I ⁰ is the ratio of the intensities of the incident and transmitted radiation, ν is the radiation frequency.

На фиг. 1 представлен ИК-спектр (ATR) ПДФА.In FIG. 1 shows the IR spectrum (ATR) of PDFA.

На фиг. 2 представлен ИК-спектр (ATR) нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при 400°С в течение 10 мин при [Со]=5 масс. % и [Fe]=10 масс. % по загрузке.In FIG. Figure 2 shows the IR spectrum (ATR) of the Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at 400 ° С for 10 min at [Co] = 5 wt. % and [Fe] = 10 mass. % by download.

На фиг. 3 представлен ИК-спектр (ATR) нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при 450°С в течение 10 мин при [Со]=5 масс. % и [Fe]=10 масс. % по загрузке.In FIG. Figure 3 shows the IR spectrum (ATR) of the Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at 450 ° С for 10 min at [Co] = 5 wt. % and [Fe] = 10 mass. % by download.

На фиг. 4 представлена дифрактограмма ПДФА.In FIG. 4 presents a diffraction pattern of PDFA.

На фиг. 5 представлена дифрактограмма нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при 600°С в течение 10 мин при [Со]=5 масс. % и [Fe]=10 масс. % по загрузке.In FIG. Figure 5 shows the diffraction pattern of the Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at 600 ° С for 10 min at [Co] = 5 mass. % and [Fe] = 10 mass. % by download.

На фиг. 6 представлено СЭМ изображение нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при 600°С в течение 10 мин при [Со]=5 масс. % и [Fe]=10 масс. % по загрузке.In FIG. Figure 6 shows an SEM image of a Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at 600 ° С for 10 min at [Co] = 5 mass. % and [Fe] = 10 mass. % by download.

На фиг. 7 представлено СЭМ изображение нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при 600°С в течение 2 мин при [Со]=5 масс. % и [Fe]=10 масс. % по загрузке.In FIG. 7 shows an SEM image of a Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at 600 ° C for 2 min at [Co] = 5 mass. % and [Fe] = 10 mass. % by download.

На фиг. 8 представлено СЭМ изображение нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при 600°С в течение 10 мин при [Со]=10 масс. % и [Fe]=10 масс. % по загрузке.In FIG. Figure 8 shows an SEM image of a Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at 600 ° С for 10 min at [Co] = 10 mass. % and [Fe] = 10 mass. % by download.

На фиг. 9 представлено СЭМ изображение нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при 500°С в течение 5 мин при [Со]=5 масс. % и [Fe]=5 масс. % по загрузке.In FIG. 9 shows an SEM image of a Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at 500 ° C for 5 min at [Co] = 5 mass. % and [Fe] = 5 wt. % by download.

На фиг. 10 представлено СЭМ изображение нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при 600°С в течение 10 мин при [Со]=5 масс. % и [Fe]=20 масс. % по загрузке.In FIG. 10 shows an SEM image of a Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at 600 ° C for 10 min at [Co] = 5 mass. % and [Fe] = 20 mass. % by download.

На фиг. 11 представлено СЭМ изображение нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при 600°С в течение 10 мин при [Со]=3 масс. % и [Fe]=22 масс. % по загрузке.In FIG. 11 shows an SEM image of a Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at 600 ° C for 10 min at [Co] = 3 mass. % and [Fe] = 22 wt. % by download.

При ИК-нагреве ПДФА в присутствии солей Со (II) и Fe (III) в инертной атмосфере при температуре образца T=400-600°С одновременно происходит рост полимерной цепи за счет реакции поликонденсации кристаллических олигомеров дифениламина, дегидрирование фениленаминовых структур с образованием сопряженных связей C=N и восстановление металлов за счет выделяющегося водорода с образованием биметаллических наночастиц Co-Fe. В результате формируется наноструктурированный гибридный композитный материал, в котором биметаллические наночастицы Co-Fe диспергированы в полимерной матрице ПДФА.In the case of infrared heating of PDFA in the presence of Co (II) and Fe (III) salts in an inert atmosphere at a sample temperature T = 400-600 ° С, the polymer chain grows simultaneously due to the polycondensation reaction of crystalline diphenylamine oligomers, dehydrogenation of phenyleneamine structures with the formation of conjugated bonds C = N and metal reduction due to hydrogen evolution with the formation of Co-Fe bimetallic nanoparticles. As a result, a nanostructured hybrid composite material is formed in which Co-Fe bimetallic nanoparticles are dispersed in the polymer matrix of PDFA.

Методом ИК-спектроскопии показано, что при ИК-нагреве ПДФА в присутствии Со(CH₃CO₂)₂⋅4H₂O и FeCl₃⋅6H₂O происходит дегидрирование фениленаминовых структур с образованием сопряженных связей C=N. Сравнение ИК-спектров (ATR) полимера и нанокомпозитного материала показало, что в ИК-спектрах нанокомпозита сохраняются все основные полосы, характеризующие химическую структуру ПДФА (фиг. 1-3). По данным ИК-спектроскопии об образовании сопряженных связей C=N свидетельствует сдвиг и уширение полос при 1593 и 1489 см^-1, соответствующих валентным колебаниям связей ν_C-C в ароматических кольцах. Интенсивность полос поглощения при 3380 и 3020 см^-1, соответствующих валентным колебаниям связей ν_N-H и ν_C-H в фениленаминовых структурах, уменьшается по мере увеличения температуры синтеза. Так же, как в ПДФА, полоса поглощения при 810 см^-1 обусловлена неплоскими деформационными колебаниями δ_С-H 4,4^/-замещенных бензольных колец [9]. Увеличение интенсивности полосы поглощения при 810 см^-1 свидетельствует о росте полимерной цепи ПДФА. Также из фиг. 2 и 3 видно, что по мере увеличения температуры образца уменьшается интенсивность полосы поглощения при 695 см^-1 монозамещенного фенильного кольца, т.е. заметно уменьшается количество концевых групп полимера. Регистрацию ИК-спектров в режиме отражения с поверхности (ATR) выполняют на ИК микроскопе HYPERION-2000, сопряженном с ИК Фурье-спектрометром "IFS 66v" Bruker в области 4000-600 см^-1 (скан. 150, кристалл ZnSe, разрешение 2 см^-1).Using IR spectroscopy, it was shown that upon IR heating of PDFA in the presence of Co (CH ₃ CO ₂ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O dehydrogenation of phenyleneamine structures occurs with the formation of conjugated C = N bonds. A comparison of the IR spectra (ATR) of the polymer and the nanocomposite material showed that all the main bands characterizing the chemical structure of PDFA are preserved in the IR spectra of the nanocomposite (Figs. 1-3). According to IR spectroscopy, the formation of conjugated bonds C = N is evidenced by the shift and broadening of the bands at 1593 and 1489 cm ^-1 , corresponding to stretching vibrations of ν _CC bonds in aromatic rings. The intensity of the absorption bands at 3380 and 3020 cm ⁻¹ , corresponding to stretching vibrations of ν _NH and ν _CH bonds in phenyleneamine structures, decreases with increasing synthesis temperature. As in PDFA, the absorption band at 810 cm ^–1 is due to non-planar deformation vibrations of δ _С-H 4,4 ^/ -substituted benzene rings [9]. An increase in the intensity of the absorption band at 810 cm ^–1 indicates an increase in the polymer chain of PDFA. Also from FIG. 2 and 3, it can be seen that as the temperature of the sample increases, the intensity of the absorption band decreases at 695 cm ^{−1 of the} monosubstituted phenyl ring, i.e. the number of end groups of the polymer decreases markedly. The registration of IR spectra in surface reflection (ATR) mode is performed on a HYPERION-2000 IR microscope coupled to a Bruker IFS 66v IR spectrometer in the region of 4000-600 cm ^-1 (scan 150, ZnSe crystal, resolution 2 cm ^-1 ).

Установлено, что в условиях ИК-нагрева в присутствии солей Со (II) и Fe (III) рост полимерной цепи происходит за счет реакции поликонденсации содержащихся в полимере кристаллических олигомеров дифениламина (фиг. 4) с одновременным восстановлением металлов за счет выделяющегося водорода. Об этом свидетельствует отсутствие на дифрактограммах нанокомпозита пиков отражения в области углов рассеяния 2θ=20-50°, характеризующих кристаллические олигомеры дифениламина.It was found that under the conditions of IR heating in the presence of Co (II) and Fe (III) salts, the polymer chain grows due to the polycondensation reaction of crystalline diphenylamine oligomers contained in the polymer (Fig. 4) with the simultaneous reduction of metals due to hydrogen evolution. This is evidenced by the absence of reflection peaks in the diffraction patterns of the nanocomposite in the region of scattering angles 2θ = 20-50 ° characterizing the crystalline diphenylamine oligomers.

Восстановление металлов с образованием биметаллических наночастиц Co-Fe подтверждено методом рентгенофазового анализа. На дифрактограмме нанокомпозита четко идентифицируются пики отражения биметаллических наночастиц Co-Fe в области дифракционных углов рассеяния 2θ=69.04°, 106.5° (фиг. 5), соответствующие твердому раствору. Рентгеноструктурные исследования проводят при комнатной температуре на рентгеновском дифрактометре «Дифрей-401» с фокусировкой по Бреггу-Брентано на CrK_α-излучении.Metal reduction with the formation of bimetallic Co-Fe nanoparticles is confirmed by x-ray phase analysis. The diffraction pattern of the nanocomposite clearly identifies the reflection peaks of Co-Fe bimetallic nanoparticles in the region of diffraction scattering angles 2θ = 69.04 °, 106.5 ° (Fig. 5), corresponding to the solid solution. X-ray studies were carried out at room temperature on the X-ray diffractometer "Difrey-401" with the focus on the Bragg-Brentano to CrK _α -radiation.

Данные элементного анализа подтверждают дегидрирование фениленаминовых структур (B-NH-B). В ПДФА в присутствии солей Со (II) и Fe (III) (например, Со(CH₃CO₂)₂⋅4H₂O и FeCl₃⋅6H₂O) при увеличении температуры ИК-нагрева происходит уменьшение содержания водорода от 5.8% до 1.4%. Выделяющийся при этом водород способствует восстановлению металлов.Elemental analysis confirms the dehydrogenation of phenyleneamine structures (B-NH-B). In PDFA in the presence of Co (II) and Fe (III) salts (for example, Co (CH ₃ CO ₂ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O), with an increase in the IR heating temperature, the hydrogen content decreases from 5.8% up to 1.4%. The hydrogen released in this process promotes the reduction of metals.

По данным СЭМ наночастицы Co-Fe имеют размеры 400<d<900 нм (фиг. 6-11). Как видно на фиг. 6-11, помимо наночастиц сферической формы образуются более крупные наночастицы прямоугольной формы. По данным атомно-абсорбционной спектрометрии содержание Со=1-20% масс, a Fe=1-35% масс. Электронно-микроскопические исследования осуществляют на настольном сканирующем электронном микроскопе Hitachi ТМ 3030 с увеличением до 30 000 и расширением 30 нм. Содержание металлов в нанокомпозите Co-Fe/ПДФА количественно определяют методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП) на спектрофотометре ICPE-9000 фирмы SHIMADZU.According to SEM, Co-Fe nanoparticles are 400 <d <900 nm in size (Fig. 6-11). As seen in FIG. 6-11, in addition to spherical nanoparticles, larger rectangular nanoparticles are formed. According to atomic absorption spectrometry, the content of Co = 1-20% of the mass, and Fe = 1-35% of the mass. Electron microscopy studies are carried out on a Hitachi TM 3030 benchtop scanning electron microscope with an increase of up to 30,000 and an extension of 30 nm. The metal content in the Co-Fe / PDFA nanocomposite is quantitatively determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) on a SHIMADZU ICPE-9000 spectrophotometer.

На фиг. 12 представлена намагниченность нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при температуре образца 600°С в течение 10 мин при [Со]=5 (1, 2), 10 масс. % (3) и [Fe]=10 (1, 3), 20 масс. % (2) по загрузке, как функция приложенного магнитного поля при комнатной температуре.In FIG. Figure 12 shows the magnetization of the Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at a sample temperature of 600 ° C for 10 min at [Co] = 5 (1, 2), 10 wt. % (3) and [Fe] = 10 (1, 3), 20 wt. % (2) by load as a function of the applied magnetic field at room temperature.

Исследование магнитных свойств при комнатной температуре показало, что полученные нанокомпозиты Co-Fe/ПДФА проявляют гистерезисный характер перемагничивания. Как видно из фиг. 12, остаточная намагниченность наноматериала M_R составляет до 0.06-0.18 Гс⋅см³/г, коэрцитивная сила H_C - до 5-42 Э, тогда как по прототипу M_R=0.17-0.28 Гс⋅см³/г, H_C=72-118 Э.A study of the magnetic properties at room temperature showed that the obtained Co – Fe / PDFA nanocomposites exhibit a hysteretic magnetization reversal. As can be seen from FIG. 12, the residual magnetization of the nanomaterial M _R is up to 0.06-0.18 G · cm ³ / g, the coercive force H _C is up to 5-42 Oe, whereas according to the prototype M _R = 0.17-0.28 G · cm ³ / g, H _C = 72-118 E.

Намагниченность насыщения заявленного материала растет с увеличением концентрации кобальта и достигает M_S=15-60 Гс⋅см³/г, тогда как по прототипу она не превышает 7.09 Гс⋅см³/г. Константа прямоугольности петли гистерезиса k_n, представляющая собой отношение остаточной намагниченности M_R к намагниченности насыщения M_S, составляет k_n=M_R/M_S=0.003-0.011, что подтверждает его суперпарамагнитные свойства. Полученная величина M_R/M_S характерна для одноосных, однодоменных частиц. По прототипу k_n=0.024-0.12. Для измерения магнитных характеристик систем используют вибрационный магнитометр. Ячейка вибрационного магнитометра представляет собой проточный кварцевый микрореактор, позволяющий исследовать химические превращения в условиях in situ. Проводят измерения удельной намагниченности J в зависимости от величины магнитного поля Н и на их основании определяют магнитные характеристики образцов при комнатной температуре.The saturation magnetization of the claimed material increases with increasing cobalt concentration and reaches M _S = 15-60 G · cm ³ / g, while in the prototype it does not exceed 7.09 G · cm ³ / g The rectangularity constant of the hysteresis loop k _n , which is the ratio of the residual magnetization M _R to the saturation magnetization M _S , is k _n = M _R / M _S = 0.003-0.011, which confirms its superparamagnetic properties. The obtained value of M _R / M _{S is} characteristic of uniaxial, single-domain particles. According to the prototype k _n = 0.024-0.12. A vibration magnetometer is used to measure the magnetic characteristics of the systems. The cell of the vibrating magnetometer is a flowing quartz microreactor, which makes it possible to study chemical transformations in situ. The specific magnetization J is measured depending on the magnitude of the magnetic field H and the magnetic characteristics of the samples are determined on their basis at room temperature.

Такие нанокомпозитные материалы, обладающие магнитными свойствами, могут быть использованы в системах магнитной записи информации, медицине, гипертермии, для создания контрастирующих материалов для магниторезонансной томографии, электромагнитных экранов, для каталитического удаления органических загрязнителей воды в комбинации с магнитным сепарированием для очистки воды, как антистатические покрытия и материалы, поглощающие электромагнитное излучение в различных диапазонах длины волны и др.Such nanocomposite materials with magnetic properties can be used in magnetic information recording systems, medicine, hyperthermia, to create contrasting materials for magnetic resonance imaging, electromagnetic screens, for the catalytic removal of organic water pollutants in combination with magnetic separation for water treatment, as antistatic coatings and materials that absorb electromagnetic radiation in various wavelength ranges, etc.

В инертной среде при температуре образца в интервале 520-600°С и длительности ИК-нагрева 2-10 мин при концентрациях [Со]=1-15 масс. % и [Fe]=2-30 масс. % по загрузке (соотношение солей Со (II) и Fe (III) от 1:1.2 до 1:2) регистрируются только биметаллические наночастицы Co-Fe. Чтобы предотвратить образование наночастиц β-Со с кубической гранецентрированной решеткой, что подтверждается наличием рефлексов в области углов дифракции 2θ=68.12°, 80.94°, а также наночастиц Fe₃O₄, имеющие пики отражения в области 2θ=46.01°, 54.08°, 66.54°, 84.27°, 90.82°, 101.46° (фиг. 13) при температурах 400-500°С, ИК-нагрев проводят в интервале 8-10 мин. При [Со]=10 масс. % и [Fe]=5-10 масс. % на дифрактограмме нанокомпозита идентифицируются пики отражения биметаллических наночастиц Co-Fe и β-Со (рис. 14). При [Со]=1-5 масс. % и [Fe] выше 20 масс. % по загрузке появляются наночастицы Fe₃O₄ (фиг. 15).In an inert medium at a sample temperature in the range of 520-600 ° C and a duration of IR heating of 2-10 min at concentrations [Co] = 1-15 mass. % and [Fe] = 2-30 wt. % by load (the ratio of Co (II) and Fe (III) salts from 1: 1.2 to 1: 2) only Co-Fe bimetallic nanoparticles are recorded. To prevent the formation of β-Co nanoparticles with a cubic face-centered lattice, which is confirmed by the presence of reflections in the region of diffraction angles 2θ = 68.12 °, 80.94 °, as well as Fe ₃ O ₄ nanoparticles having reflection peaks in the region 2θ = 46.01 °, 54.08 °, 66.54 °, 84.27 °, 90.82 °, 101.46 ° (Fig. 13) at temperatures of 400-500 ° C, IR heating is carried out in the range of 8-10 minutes. When [Co] = 10 mass. % and [Fe] = 5-10 wt. % on the diffractogram of the nanocomposite, the reflection peaks of the bimetallic Co-Fe and β-Co bimetallic nanoparticles are identified (Fig. 14). When [Co] = 1-5 mass. % and [Fe] above 20 wt. % by loading, Fe ₃ O ₄ nanoparticles appear (Fig. 15).

На фиг. 13 представлена дифрактограмма нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при 450°С в течение 10 мин при [Со]=5 масс. % и [Fe]=10 масс. % по загрузке.In FIG. 13 shows a diffraction pattern of a Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at 450 ° С for 10 min at [Co] = 5 mass. % and [Fe] = 10 mass. % by download.

На фиг. 14 представлена дифрактограмма нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при 600°С в течение 10 мин при [Со]=10 масс. % и [Fe]=5 масс. % по загрузке.In FIG. Figure 14 shows the diffraction pattern of the Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at 600 ° С for 10 min at [Co] = 10 mass. % and [Fe] = 5 wt. % by download.

На фиг. 15 представлена дифрактограмма нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при 600°С в течение 10 мин при [Со]=3 масс. % и [Fe]=22 масс. % по загрузке.In FIG. Figure 15 shows the diffraction pattern of the Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at 600 ° С for 10 min at [Co] = 3 mass. % and [Fe] = 22 wt. % by download.

За время менее 2 мин наноструктурированный композитный материал, содержащий только наночастицы Co-Fe, не успевает формироваться, а увеличение времени синтеза более 10 мин мало влияет на структуру нанокомпозита.For less than 2 min, a nanostructured composite material containing only Co-Fe nanoparticles does not have time to form, and an increase in the synthesis time of more than 10 min has little effect on the structure of the nanocomposite.

При температуре ниже 400°С нанокомпозит, содержащий только наночастицы Co-Fe, не образуется, а при температуре выше 600°С нет необходимости проводить синтез, в нанокомпозите присутствуют только наночастицы Co-Fe. При этом увеличение температуры выше 600°С приводит к образованию более крупных наночастиц Co-Fe.At temperatures below 400 ° C, a nanocomposite containing only Co-Fe nanoparticles is not formed, and at temperatures above 600 ° C there is no need to synthesize, only Co-Fe nanoparticles are present in the nanocomposite. Moreover, an increase in temperature above 600 ° C leads to the formation of larger Co-Fe nanoparticles.

Термическая стабильность нанокомпозита Co-Fe/ПДФА исследована методами ТГА и ДСК.The thermal stability of the Co-Fe / PDFA nanocomposite was studied by TGA and DSC.

На фиг. 16 показана температурная зависимость уменьшения массы ПДФА (1, 2) и нанокомпозита Co-Fe/ПДФА (3, 4), полученного при температуре образца 600°С в течение 10 мин при [Со]=5 масс. % и [Fe]=10 масс. % по загрузке, при нагревании до 1000°С со скоростью 10°С/мин в токе азота (1, 3) и на воздухе (2, 4).In FIG. Figure 16 shows the temperature dependence of the decrease in the mass of PDFA (1, 2) and the Co-Fe / PDFA nanocomposite (3, 4) obtained at a sample temperature of 600 ° С for 10 min at [Co] = 5 mass. % and [Fe] = 10 mass. % loading, when heated to 1000 ° C at a rate of 10 ° C / min in a stream of nitrogen (1, 3) and in air (2, 4).

На фиг. 17 показаны ДСК-термограммы нанокомпозита Co-Fe/ПДФА, полученного при температуре образца 600°С в течение 10 мин при [Со]=5 масс. % и [Fe]=10 масс. % по загрузке, при нагревании в токе азота до 350°С со скоростью 10°С/мин (7 - первое нагревание, 2 - второе нагревание).In FIG. Figure 17 shows DSC thermograms of the Co-Fe / PDFA nanocomposite obtained at a sample temperature of 600 ° C for 10 min at [Co] = 5 mass. % and [Fe] = 10 mass. % loading, when heated in a stream of nitrogen to 350 ° C at a rate of 10 ° C / min (7 - the first heating, 2 - the second heating).

Нанокомпозит Co-Fe/ПДФА характеризуется высокой термостабильностью (фиг. 16). 8%-ная потеря массы происходит из-за присутствия влаги в нанокомпозите, что также подтверждается данными ДСК (фиг. 17). На термограмме ДСК нанокомпозита присутствует эндотермический пик при 100°С. При повторном нагревании этот пик отсутствует. После удаления влаги на воздухе масса нанокомпозита не изменяется вплоть до 350°С. Процессы термоокислительной деструкции нанокомпозита Co-Fe/ПДФА начинаются при 380°С, а ПДФА - при 470°С. Для ПДФА 50%-ная потеря массы на воздухе наблюдается при 698°С. На воздухе нанокомпозит Co-Fe/ПДФА теряет половину первоначальной массы при 660°С. Более высокая термическая стабильность ПДФА на воздухе связана с тем, что при повышении температуры в полимере идет процесс дальнейшей полимеризации олигомеров, индуцируемый кислородом воздуха [11]. При этом наблюдается увеличение степени полимеризации ПДФА и резкое уменьшение содержания кристаллической фракции. В нанокомпозите Co-Fe/ПДФА на воздухе при 1000°С остаток составляет 20%. При этом по данным ААС в нанокомпозите содержится 5.4% Со и 7.0% Fe. В инертной среде в нанокомпозите Co-Fe/ПДФА наблюдается постепенная потеря массы и при 1000°С остаток составляет 77%. ПДФА теряет половину первоначальной массы в инертной атмосфере при 880°С, и при 960°С остаток составляет 40%. Термический анализ осуществляют на приборе TGA/DSC1 фирмы "Mettler Toledo" в динамическом режиме в интервале 30-1000°С на воздухе и в токе азота. Навеска полимеров - 100 мг, скорость нагревания 10°С/мин, ток азота - 10 мл/мин. В качестве эталона используют прокаленный оксид алюминия. Анализ образцов проводят в тигле AI₂O₃. ДСК-анализ проводят на калориметре DSC823^e фирмы "Mettler Toledo". Нагрев образцов осуществляют со скоростью 10°С/мин, в атмосфере аргона при его подаче 70 мл/мин. Обработка результатов измерения проводят с помощью сервисной программы STARe, поставляемой в комплекте с прибором.The Co-Fe / PDFA nanocomposite is characterized by high thermal stability (Fig. 16). An 8% weight loss occurs due to the presence of moisture in the nanocomposite, which is also confirmed by DSC data (Fig. 17). An endothermic peak at 100 ° C is present on the DSC thermogram of the nanocomposite. When reheated, this peak is absent. After moisture removal in air, the mass of the nanocomposite does not change up to 350 ° C. The processes of thermo-oxidative degradation of the Co-Fe / PDFA nanocomposite begin at 380 ° C, and that of PDFA at 470 ° C. For PDFA, a 50% weight loss in air is observed at 698 ° C. In air, the Co-Fe / PDFA nanocomposite loses half of its original mass at 660 ° С. The higher thermal stability of PDFA in air is due to the fact that, with increasing temperature, the polymer undergoes the process of further polymerization of oligomers induced by atmospheric oxygen [11]. In this case, an increase in the degree of polymerization of PDFA and a sharp decrease in the content of the crystalline fraction are observed. In a Co-Fe / PDFA nanocomposite in air at 1000 ° С, the remainder is 20%. According to AAS data, the nanocomposite contains 5.4% Co and 7.0% Fe. In an inert medium in the Co-Fe / PDFA nanocomposite, a gradual mass loss is observed and at 1000 ° С the remainder is 77%. PDFA loses half of its original mass in an inert atmosphere at 880 ° C, and at 960 ° C the residue is 40%. Thermal analysis is carried out on a Mettler Toledo TGA / DSC1 device in dynamic mode in the range of 30-1000 ° C in air and in a stream of nitrogen. Weighed polymers - 100 mg, heating rate 10 ° C / min, nitrogen flow - 10 ml / min. Calcined alumina is used as a reference. Analysis of the samples is carried out in a crucible AI ₂ O ₃ . DSC analysis is carried out on a DSC823 ^e calorimeter manufactured by Mettler Toledo. The samples are heated at a rate of 10 ° C / min, in an argon atmosphere with a flow of 70 ml / min. Processing of the measurement results is carried out using the STARe service program, which is supplied with the device.

В выбранных условиях формируется термостойкий гибридный наноструктурированный композитный материал, в котором магнитные наночастицы Co-Fe с размерами 400<d<900 нм гомогенно диспергированы в электроактивной полимерной матрице ПДФА. Полимер сохраняет электроактивность в диапазоне значений рН 1-3 (фиг. 18).Under the selected conditions, a heat-resistant hybrid nanostructured composite material is formed in which Co-Fe magnetic nanoparticles with sizes 400 <d <900 nm are homogeneously dispersed in the electroactive polymer matrix of PDFA. The polymer retains electroactivity in the range of pH 1-3 (Fig. 18).

На фиг. 18 представлены циклические вольт-амперограммы электродов, модифицированных ПДФА, в серной кислоте при рН 1 (1), рН 2 (2) и рН 3 (3). Скорость развертки потенциала 20 мВ/с.In FIG. Figure 18 shows cyclic volt-ampereograms of PDFA-modified electrodes in sulfuric acid at pH 1 (1), pH 2 (2) and pH 3 (3). Potential sweep speed 20 mV / s.

Константа прямоугольности петли гистерезиса k_n=M_R/M_S=0.003-0.011, что подтверждает суперпарамагнитные свойства гибридного наноматериала. По прототипу k_n=0.024-0.12. При этом намагниченность насыщения заявленного материала - M_S - 15-60 Гс⋅см³/г, тогда как по прототипу она не превышает 7.09 Гс⋅см³/г. В инертной среде при 1000°С остаток составляет 77-85%, тогда как по прототипу при 920°С остаток не превышает 69%. Основные процессы термоокислительной деструкции заявленного материала начинаются при 380-470°С, тогда как по прототипу при 350°С. Нанокомпозитный материал Co-Fe/ПДФА представляет собой черный порошок, нерастворимый в органических растворителях. Такие нанокомпозитные материалы могут быть использованы в органической электронике, для создания микроэлектромеханических систем, тонкопленочных транзисторов, перезаряжаемых батарей, сенсоров, суперконденсаторов, солнечных батарей, дисплеев и других электрохимических устройств.The rectangularity constant of the hysteresis loop is k _n = M _R / M _S = 0.003-0.011, which confirms the superparamagnetic properties of the hybrid nanomaterial. According to the prototype k _n = 0.024-0.12. Moreover, the saturation magnetization of the claimed material - M _S - 15-60 G · cm ³ / g, while the prototype does not exceed 7.09 G · cm ³ / g In an inert atmosphere at 1000 ° C, the residue is 77-85%, while in the prototype at 920 ° C the residue does not exceed 69%. The main processes of thermal oxidative degradation of the claimed material begin at 380-470 ° C, while the prototype at 350 ° C. Co-Fe / PDFA nanocomposite is a black powder, insoluble in organic solvents. Such nanocomposite materials can be used in organic electronics to create microelectromechanical systems, thin-film transistors, rechargeable batteries, sensors, supercapacitors, solar panels, displays and other electrochemical devices.

Новизна предлагаемых методов и подходов к созданию гибридного дисперсного материала определяется тем, что впервые полимерный компонент нанокомпозита представляет собой термостойкий электроактивный полимер ПДФА, а в качестве магнитных частиц используют биметаллические наночастицы Co-Fe.The novelty of the proposed methods and approaches to creating a hybrid dispersed material is determined by the fact that for the first time the polymer component of the nanocomposite is a heat-resistant electroactive polymer PDFA, and Co-Fe bimetallic nanoparticles are used as magnetic particles.

Преимущества предложенного материала и способа:The advantages of the proposed material and method:

1. Предлагаемый одностадийный метод формирования гибридного нанокомпозитного материала в условиях ИК-нагрева прекурсора на основе ПДФА и солей Со (II) и Fe (III) позволяет получать биметаллические наночастицы Co-Fe различного состава и разной формы с размерами 400<d<900 нм. Константа прямоугольности петли гистерезиса k_n, представляющая собой отношение остаточной намагниченности M_R к намагниченности насыщения M_S, составляет 0.003-0.011, что подтверждает суперпарамагнитные свойства заявленного материала. По прототипу k_n=0.024-0.12. Остаточная намагниченность материала M_R составляет 0.06-0.18 Гс⋅см³/г, коэрцитивная сила - H_C=5-42 Э, тогда как по прототипу M_R=0.17-0.28 Гс⋅см³/г, H_C=72-118 Э. Намагниченность насыщения заявленного материала - M_S=15-60 Гс⋅см³/г, тогда как по прототипу она не превышает 7.09 Гс⋅см³/г. Такие магнитные материалы могут быть использованы в медицине, гипертермии, для создания контрастирующих материалов для магниторезонансной томографии, как материалы, поглощающие электромагнитное излучение в различных диапазонах длины волны и др.1. The proposed one-stage method for the formation of a hybrid nanocomposite material under the conditions of infrared heating of a precursor based on PDFA and Co (II) and Fe (III) salts makes it possible to obtain Co-Fe bimetallic nanoparticles of various compositions and different shapes with sizes 400 <d <900 nm. The rectangularity constant of the hysteresis loop k _n , which is the ratio of the residual magnetization M _R to the saturation magnetization M _S , is 0.003-0.011, which confirms the superparamagnetic properties of the claimed material. According to the prototype k _n = 0.024-0.12. The residual magnetization of the material M _R is 0.06-0.18 G · cm ³ / g, the coercive force is H _C = 5-42 Oe, whereas according to the prototype M _R = 0.17-0.28 G · cm ³ / g, H _C = 72-118 E. The saturation magnetization of the claimed material is M _S = 15-60 G · cm ³ / g, while in the prototype it does not exceed 7.09 G · cm ³ / g. Such magnetic materials can be used in medicine, hyperthermia, to create contrasting materials for magnetic resonance imaging, as materials that absorb electromagnetic radiation in various wavelength ranges, etc.

2. Формирование гибридного наноматериала Co-Fe/ПДФА осуществляется в инертной атмосфере под действием некогерентного ИК-излучения в импульсном режиме, что позволяет исключить сложное оборудование и существенно снизить энергозатраты, т.е. резко повысить скорость химических реакций и значительно сократить время процесса.2. The formation of the Co-Fe / PDFA hybrid nanomaterial is carried out in an inert atmosphere under the influence of incoherent IR radiation in a pulsed mode, which eliminates complex equipment and significantly reduces energy consumption, i.e. dramatically increase the speed of chemical reactions and significantly reduce the process time.

3. Так как полимерная матрица является электроактивной, нанокомпозит на основе ПДФА может быть использован для создания электрохимических устройств, например сенсоров и биосенсоров, перезаряжаемых батарей, суперконденсаторов.3. Since the polymer matrix is electroactive, a PDFA-based nanocomposite can be used to create electrochemical devices, for example, sensors and biosensors, rechargeable batteries, supercapacitors.

4. Высокая термостабильность нанокомпозита Co-Fe/ПДФА определяется высокой термической стабильностью ПДФА на воздухе и в инертной среде. Высокая термостабильность полимерной матрицы на воздухе (до 380-470°С) и в инертной атмосфере (при 1000°С остаток составляет 77-85%) обеспечивает возможность использования предложенного нанокомпозитного дисперсного материала Co-Fe/ПДФА в высокотемпературных процессах, например в качестве катализаторов Фишера-Тропша.4. The high thermal stability of the Co-Fe / PDFA nanocomposite is determined by the high thermal stability of PDFA in air and in an inert medium. The high thermal stability of the polymer matrix in air (up to 380-470 ° C) and in an inert atmosphere (at 1000 ° C the residue is 77-85%) makes it possible to use the proposed Co-Fe / PDFA nanocomposite dispersed material in high-temperature processes, for example, as catalysts Fischer Tropsch.

Авторами предложенного изобретения впервые получены гибридные нанокомпозитные магнитные материалы, в которых биметаллические наночастицы Co-Fe гомогенно диспергированы в термостойкой полимерной матрице ПДФА.The authors of the proposed invention for the first time obtained hybrid nanocomposite magnetic materials in which bimetallic Co-Fe nanoparticles are homogeneously dispersed in a heat-resistant polymer matrix PDFA.

Примеры получения гибридного нанокомпозитного дисперсного материала Co-Fe/ПДФА. Характеристики полученных по примерам нанокомпозитных материалов: содержание Fe и Со, размеры наночастиц Co-Fe, термостойкость (термостабильность) и магнитные характеристики (намагниченность насыщения M_S, остаточная намагниченность M_R, константа прямоугольности петли гистерезиса k_n=M_R/M_S, коэрцитивная сила H_C) приведены в таблице 1.Examples of obtaining a hybrid nanocomposite disperse material Co-Fe / PDFA. Characteristics of nanocomposite materials obtained by examples: Fe and Co content, Co-Fe nanoparticle sizes, heat resistance (thermal stability) and magnetic characteristics (saturation magnetization M _S , residual magnetization M _R , hysteresis loop rectangularity constant k _n = M _R / M _S , coercive force H _C ) are given in table 1.

Пример 1Example 1

Для синтеза ПДФА в межфазном процессе 0.2 моль/л (6.0 г) дифениламина растворяют в органическом растворителе - толуоле (90 мл), а 0.25 моль/л (10.26 г) персульфата аммония и 1.0 моль/л (15.0 мл) соляной кислоты - в дистиллированной воде (75.0 мл). Соотношение объемов водной и органической фаз составляет 1:1. Растворы органической и водной фаз смешивают сразу без постепенного дозирования реагентов. Процесс осуществляют при интенсивном перемешивании с помощью электронной мешалки с верхним приводом RW 16 Basic компании "Ika Werke" в узкой цилиндрической круглодонной двугорлой колбе (для увеличения эффективности перемешивания) при 0°С в течение 4 ч. По окончании синтеза реакционную смесь осаждают в пятикратный избыток изопропилового спирта (400 мл). Полученный продукт отфильтровывают и многократно промывают дистиллированной водой для удаления остатков реагентов. Нейтрализацию ПДФА проводят в 3%-ном растворе NH₄OH (200 мл) в течение 1 суток, после чего полимер отфильтровывают и многократно промывают избытком дистиллированной воды до нейтральной реакции, а затем сушат под вакуумом над КОН до постоянной массы. Выход ПДФА составляет 5.15 г (85.83%).For the synthesis of PDFA in the interfacial process, 0.2 mol / L (6.0 g) of diphenylamine is dissolved in an organic solvent, toluene (90 ml), and 0.25 mol / L (10.26 g) of ammonium persulfate and 1.0 mol / L (15.0 ml) of hydrochloric acid distilled water (75.0 ml). The ratio of the volumes of the aqueous and organic phases is 1: 1. Solutions of the organic and aqueous phases are mixed immediately without gradual dosing of the reagents. The process is carried out with vigorous stirring using an electronic mixer with top drive RW 16 Basic from Ika Werke in a narrow cylindrical round-bottomed two-necked flask (to increase mixing efficiency) at 0 ° C for 4 hours. Upon completion of the synthesis, the reaction mixture is precipitated in a five-fold excess isopropyl alcohol (400 ml). The resulting product is filtered off and washed repeatedly with distilled water to remove residual reagents. PDFA was neutralized in a 3% solution of NH ₄ OH (200 ml) for 1 day, after which the polymer was filtered off and washed repeatedly with excess distilled water until neutral, and then dried under vacuum over KOH to constant weight. The yield of PDFA is 5.15 g (85.83%).

Получение нанокомпозита Co-Fe/полидифениламин (Co-Fe/ПДФА) проводят следующим образом. В кристаллизационной чашке объемом 100 мл в 15 мл ДМФА растворяют 0.2 г ПДФА, полученного в межфазном процессе, и 0.04225 г Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O и 0.0968 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=5 масс. % и железа [Fe]=10 масс. % от массы полимера). После удаления растворителя (ДМФА) при Т=85°С прекурсор, состоящий из ПДФА и солей ацетата кобальта и хлорида железа (III), подвергают ИК-излучению с использованием автоматизированной установки ИК-нагрева в атмосфере Ar при Т=600°С в течение 10 мин. Выход Co-Fe/ПДФА составляет 0.19 г (63.55%).Obtaining a nanocomposite Co-Fe / polydiphenylamine (Co-Fe / PDFA) is carried out as follows. In a crystallization cup with a volume of 100 ml in 15 ml of DMF, 0.2 g of PDFA obtained in the interphase process and 0.04225 g of Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and 0.0968 g of FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O (cobalt content [Co] = 5 wt.% and iron [Fe] = 10 wt.% by weight of the polymer). After removal of the solvent (DMF) at T = 85 ° C, a precursor consisting of PDFA and salts of cobalt acetate and iron (III) chloride is subjected to infrared radiation using an automated infrared heating system in an Ar atmosphere at T = 600 ° C for 10 min. The yield of Co-Fe / PDFA is 0.19 g (63.55%).

Пример 2Example 2

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.12675 г Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O и 0.2904 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=15 масс. % и железа [Fe]=30 масс. % от массы полимера).The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 1, but they take 0.12675 g of Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and 0.2904 g of FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O (cobalt content [Co] = 15 wt.% And iron [Fe] = 30 mass % by weight of polymer).

Пример 3Example 3

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.04225 г Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O и 0.0484 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=5 масс. % и железа [Fe]=5 масс. % от массы полимера). Прекурсор подвергают ИК-излучению при Т=500°С в течение 5 мин.The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 1, but take 0.04225 g of Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and 0.0484 g of FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O (cobalt content [Co] = 5 wt.% And iron [Fe] = 5 wt. % by weight of polymer). The precursor is subjected to infrared radiation at T = 500 ° C for 5 minutes

Пример 4Example 4

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.0845 г Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O и 0.0484 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=10 масс. % и железа [Fe]=5 масс. % от массы полимера).The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 1, but take 0.0845 g of Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and 0.0484 g of FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O (cobalt content [Co] = 10 wt.% And iron [Fe] = 5 mass % by weight of polymer).

Пример 5Example 5

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но прекурсор подвергают ИК-излучению при Т=400°С.The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 1, but the precursor is subjected to infrared radiation at T = 400 ° C.

Пример 6Example 6

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 3, но берут 0.07605 г Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O и 0.1452 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=9 масс. % и железа [Fe]=15 масс. % от массы полимера). Прекурсор подвергают ИК-излучению при Т=490°С.The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 3, but 0.07605 g of Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and 0.1452 g of FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O (cobalt content [Co] = 9 wt.% And iron [Fe] = 15 mass are taken % by weight of polymer). The precursor is subjected to infrared radiation at T = 490 ° C.

Пример 7Example 7

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.0845 г Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O и 0.0968 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=10 масс. % и железа [Fe]=10 масс. % от массы полимера).The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 1, but take 0.0845 g of Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and 0.0968 g of FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O (cobalt [Co] = 10 wt.% And iron [Fe] = 10 mass % by weight of polymer).

Пример 8Example 8

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.04225 г Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O и 0.1936 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=5 масс. % и железа [Fe]=20 масс. % от массы полимера).The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 1, but they take 0.04225 g of Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and 0.1936 g of FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O (cobalt content [Co] = 5 wt.% And iron [Fe] = 20 wt. % by weight of polymer).

Пример 9Example 9

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 5, но берут 0.00845 г Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O и 0.01936 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=1 масс. % и железа [Fe]=2 масс. % от массы полимера). Прекурсор подвергают ИК-излучению при Т=400°С в течение 2 мин.The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 5, but take 0.00845 g of Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and 0.01936 g of FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O (cobalt content [Co] = 1 wt.% And iron [Fe] = 2 mass % by weight of polymer). The precursor is subjected to infrared radiation at T = 400 ° C for 2 minutes

Пример 10Example 10

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 5, но берут 0.09295 г Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O и 0.242 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=11 масс. % и железа [Fe]=25 масс. % от массы полимера). Прекурсор подвергают ИК-излучению при Т=520°С в течение 8 мин.The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 5, but 0.09295 g of Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and 0.242 g of FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O (cobalt content [Co] = 11 wt.% And iron [Fe] = 25 mass are taken % by weight of polymer). The precursor is subjected to infrared radiation at T = 520 ° C for 8 minutes.

Пример 11Example 11

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 2, но берут 0.02535 г Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O и 0.21296 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=3 масс. % и железа [Fe]=22 масс. % от массы полимера).The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 2, but they take 0.02535 g of Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and 0.21296 g of FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O (cobalt content [Co] = 3 wt.% And iron [Fe] = 22 mass % by weight of polymer).

Пример 12Example 12

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 5, но прекурсор подвергают ИК-излучению при Т=550°С.The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 5, but the precursor is subjected to infrared radiation at T = 550 ° C.

Пример 13Example 13

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 12, но прекурсор подвергают ИК-излучению при Т=450°С.The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 12, but the precursor is subjected to infrared radiation at T = 450 ° C.

Пример 14Example 14

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 12, но прекурсор подвергают ИК-излучению при Т=500°С.The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 12, but the precursor is subjected to infrared radiation at T = 500 ° C.

Пример 15Example 15

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но прекурсор подвергают ИК-излучению в течение 2 мин.The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 1, but the precursor is subjected to infrared radiation for 2 minutes

Пример 16Example 16

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 3, но берут 0.05915 г Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O и 0.06776 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=7 масс. % и железа [Fe]=7 масс. % от массы полимера). Прекурсор подвергают ИК-излучению в течение 2 мин.The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 3, but 0.05915 g of Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅4H ₂ O and 0.06776 g of FeCl ₃ ⋅6H ₂ O (cobalt [Co] = 7 wt.% And iron [Fe] = 7 wt. % by weight of polymer). The precursor is subjected to infrared radiation for 2 minutes

Пример 17Example 17

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 12, но прекурсор подвергают ИК-излучению в течение 2 мин.The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 12, but the precursor is subjected to infrared radiation for 2 minutes

Пример 18Example 18

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 13, но прекурсор подвергают ИК-излучению в течение 2 мин.The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 13, but the precursor is subjected to infrared radiation for 2 minutes

Пример 19Example 19

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.0436 г Со(СН₃СОСН=С(СН₃)O)₂ и 0.0968 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=5 масс. % и железа [Fe]=10 масс. % от массы полимера).The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 1, but take 0.0436 g of Co (CH ₃ COCH = C (CH ₃ ) O) ₂ and 0.0968 g of FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O (cobalt [Co] = 5 wt.% And iron [Fe ] = 10 wt.% By weight of the polymer).

Пример 20Example 20

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.04065 г CoCO₃⋅6H₂O и 0.0968 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=5 масс. % и железа [Fe]=10 масс. % от массы полимера).The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 1, but take 0.04065 g of CoCO ₃ ⋅6H ₂ O and 0.0968 g of FeCl ₃ ⋅6H ₂ O (cobalt content [Co] = 5 wt.% And iron [Fe] = 10 wt.% By weight polymer).

Пример 21Example 21

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.0521 г Со(NO₃)₂⋅6H₂O и 0.0968 г FeCl₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=5 масс. % и железа [Fe]=10 масс. % от массы полимера).The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 1, but 0.0521 g of Co (NO ₃ ) ₂ ⋅ 6H ₂ O and 0.0968 g of FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O (cobalt content [Co] = 5 wt.% And iron [Fe] = 10 wt. % by weight of polymer).

Пример 22Example 22

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.04225 г Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O и 0.1253 г Fe(NO₃)₃⋅6H₂O (содержание кобальта [Со]=5 масс. % и железа [Fe]=10 масс. % от массы полимера).The method of producing the nanocomposite is carried out analogously to example 1, but they take 0.04225 g of Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and 0.1253 g of Fe (NO ₃ ) ₃ ⋅ 6H ₂ O (cobalt [Co] = 5 wt.% And iron [Fe ] = 10 wt.% By weight of the polymer).

Пример 23Example 23

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.04225 г Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O и 0.1265 г Fe(CH₃COCH=C(CH₃)O)₃ (содержание кобальта [Со]=5 масс. % и железа [Fe]=10 масс. % от массы полимера).The method of producing a nanocomposite is carried out analogously to example 1, but take 0.04225 g of Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O and 0.1265 g of Fe (CH ₃ COCH = C (CH ₃ ) O) ₃ (cobalt content [Co] = 5 wt.% and iron [Fe] = 10 wt.% by weight of the polymer).

Выбор растворителя из ДМФА, ДМСО или N-метилпирролидона практически не сказывается на свойствах полученного магнитного материала.The choice of solvent from DMF, DMSO or N-methylpyrrolidone practically does not affect the properties of the obtained magnetic material.

Источники информацииSources of information

1. Помогайло А.Д., Розенберг А.Т., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. М.: Химия, 2000. 672 с.1. Helped A.D., Rosenberg A.T., Uflyand I.E. Metal nanoparticles in polymers. M .: Chemistry, 2000.672 s.

2. Губин СП., Кокшаров Ю.А., Хомутов Г.Б., Юрков Г.Ю. Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства. // Успехи химии. 2005. Т. 74. №6. С. 539-574.2. Gubin SP., Koksharov Yu.A., Khomutov GB, Yurkov G.Yu. Magnetic nanoparticles: production methods, structure and properties. // Advances in chemistry. 2005.V. 74. No. 6. S. 539-574.

3. Карпачева Г.П. Гибридные магнитные нанокомпозиты, включающие полимеры с системой сопряжения. // Высокомолек. соед. С. 2016. Т. 58. №1. С. 142-158.3. Karpacheva G.P. Hybrid magnetic nanocomposites, including polymers with a conjugation system. // High Molecule. conn. S. 2016.V. 58. No. 1. S. 142-158.

4. Yang С., Du J., Peng Q., Qiao R., Chen W., Xu C., Shuai Z., Gao M. Polyaniline/Fe₃O₄ nanoparticle composite: synthesis and reaction mechanism. // J. Phys. Chem. B. 2009. V. 113. №15. P. 5052.4. Yang S., Du J., Peng Q., Qiao R., Chen W., Xu C., Shuai Z., Gao M. Polyaniline / Fe ₃ O ₄ nanoparticle composite: synthesis and reaction mechanism. // J. Phys. Chem. B. 2009. V. 113. No. 15. P. 5052.

5. Aphesteguy J.C., Jacobo S.E. Composite of polyaniline containing iron oxides. // Physica B. 2004. V. 354. №1-4. P. 224.5. Aphesteguy J.C., Jacobo S.E. Composite of polyaniline containing iron oxides. // Physica B. 2004. V. 354. No. 1-4. P. 224.

6. Qiu G., Wang Q., Nie M. Polyaniline/Fe₃O₄ magnetic nanocomposite prepared by ultrasonic irradiation. // J. Appl. Polym. Sci. 2006. V. 102. №3. P. 2107.6. Qiu G., Wang Q., Nie M. Polyaniline / Fe ₃ O ₄ magnetic nanocomposite prepared by ultrasonic irradiation. // J. Appl. Polym. Sci. 2006. V. 102. No. 3. P. 2107.

7. Zhang Z., Wan M. Nanostructures of polyaniline composites containing nano-magnet. // Synth. Met. 2003. V. 132. №2. P. 205.7. Zhang Z., Wan M. Nanostructures of polyaniline composites containing nano-magnet. // Synth. Met. 2003. V. 132. No. 2. P. 205.

8. Озкан С.Ж., Дзидзигури Э.Л., Карпачева Г.П., Чернавский П.А., Ефимов М.Н., Бондаренко Г.Н. Металлополимерный нанокомпозитный магнитный материал на основе полидифениламина и наночастиц Fe304. // Известия Академии Наук. Серия химическая. 2015. №1. С. 196-201.8. Ozkan S.Zh., Dzidziguri E.L., Karpacheva G.P., Chernavsky P.A., Efimov M.N., Bondarenko G.N. Metal-polymer nanocomposite magnetic material based on polydiphenylamine and Fe304 nanoparticles. // Proceedings of the Academy of Sciences. Chemical series. 2015. No1. S. 196-201.

9. Орлов А.В., Озкан С.Ж., Бондаренко Г.Н., Карпачева Г.П. Окислительная полимеризация дифениламина. Методы синтеза, структура полимеров. // Высокомолек. соед. Б. 2006. Т. 48. №1. С. 126-133.9. Orlov A.V., Ozkan S.Zh., Bondarenko G.N., Karpacheva G.P. Oxidative polymerization of diphenylamine. Synthesis methods, polymer structure. // High Molecule. conn. B. 2006. T. 48. No. 1. S. 126-133.

10. Орлов А.В., Озкан С.Ж., Карпачева Г.П. Окислительная полимеризация дифениламина. Механизм реакции. // Высокомолек. соед. Б. 2006. Т. 48. №1. С. 134-141.10. Orlov A.V., Ozkan S.Zh., Karpacheva G.P. Oxidative polymerization of diphenylamine. Reaction mechanism. // High Molecule. conn. B. 2006. T. 48. No. 1. S. 134-141.

11. Озкан С.Ж., Карпачева Г.П., Орлов А.В., Дзюбина М.А. Термическая стабильность полидифениламина, синтезированного окислительной полимеризацией дифениламина. // Высокомолек. соед. Б. 2007. Т. 49. №2. С. 365-370.11. Ozkan S.Zh., Karpacheva G.P., Orlov A.V., Dzyubina M.A. Thermal stability of polydiphenylamine synthesized by oxidative polymerization of diphenylamine. // High Molecule. conn. B. 2007.V. 49. No. 2. S. 365-370.

Claims (5)

1. Гибридный нанокомпозитный магнитный материал, включающий полимерную матрицу - полидифениламин (ПДФА) и диспергированные в ней металлические наночастицы железа (Fe), отличающийся тем, что он дополнительно содержит наночастицы кобальта (Со) при общем содержании наночастиц Co-Fe в материале 2-45 масс. % от массы полимерной матрицы.1. A hybrid nanocomposite magnetic material comprising a polymeric matrix - polydiphenylamine (PDFA) and metallic iron (Fe) nanoparticles dispersed in it, characterized in that it additionally contains cobalt (Co) nanoparticles with a total content of Co-Fe nanoparticles in material 2-45 mass % by weight of the polymer matrix. 2. Способ получения гибридного нанокомпозитного магнитного материала путем ИК-нагрева прекурсора, полученного из полимерной матрицы - полидифениламин (ПДФА) и соли железа (III), отличающийся тем, что для получения материала по п. 1 прекурсор получают совместным растворением полидифениламина (ПДФА) и солей кобальта и железа в органическом растворителе с последующим удалением растворителя при температуре 60-85°С, а ИК-нагрев осуществляют в атмосфере аргона при температуре 400-600°С.2. A method of producing a hybrid nanocomposite magnetic material by infrared heating a precursor obtained from a polymer matrix - polydiphenylamine (PDFA) and an iron (III) salt, characterized in that to obtain the material according to claim 1, the precursor is obtained by co-dissolving polydiphenylamine (PDFA) and salts of cobalt and iron in an organic solvent, followed by removal of the solvent at a temperature of 60-85 ° C, and IR heating is carried out in an argon atmosphere at a temperature of 400-600 ° C. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве соли кобальта Со (II) используют его ацетат Со(ООССН₃)₂⋅4H₂O, или ацетилацетонат Со(СН₃СОСН=С(СН₃)O)₂, или карбонат CoCO₃⋅6H₂O, или нитрат Co(NO₃)₂⋅6H₂O при содержании кобальта [Со]=1-15 масс. % от массы полимерной матрицы.3. The method according to p. 2, characterized in that as a cobalt salt of Co (II) use its acetate Co (OOCCH ₃ ) ₂ ⋅ 4H ₂ O, or acetylacetonate Co (CH ₃ COCH = C (CH ₃ ) O) ₂ or carbonate CoCO ₃ ⋅ 6H ₂ O, or nitrate Co (NO ₃ ) ₂ ⋅ 6H ₂ O with a cobalt content [Co] = 1-15 wt. % by weight of the polymer matrix. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве соли железа Fe (III) используют его хлорид FeCl₃⋅6H₂O, или нитрат Fe(NO₃)₃⋅6H₂O, или ацетилацетонат Fe(CH₃COCH=C(CH₃)O)₃ при содержании железа [Fe]=2-30 масс. % от массы полимерной матрицы.4. The method according to p. 2, characterized in that as the iron salt of Fe (III) use its chloride FeCl ₃ ⋅ 6H ₂ O, or nitrate Fe (NO ₃ ) ₃ ⋅ 6H ₂ O, or acetylacetonate Fe (CH ₃ COCH = C (CH ₃ ) O) ₃ when the iron content [Fe] = 2-30 mass. % by weight of the polymer matrix. 5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют диметилформамид (ДМФА), или диметилсульфоксид (ДМСО), или N-метилпирролидон.5. The method according to p. 2, characterized in that the organic solvent is dimethylformamide (DMF), or dimethyl sulfoxide (DMSO), or N-methylpyrrolidone.

Images