Preview

Вестник Кемеровского государственного университета

Расширенный поиск

НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ КОМПОЗИТЫ AU-C С РЕГУЛИРУЕМОЙ ДИСПЕРСНОСТЬЮ НАПОЛНИТЕЛЯ

Полный текст:

Аннотация

Получены наноструктурированные металл-углеродные композиты (НМУК) восстановлением HAuCl4 в порах и на внешней поверхности углеродной матрицы. Исследовано влияние различных факторов на дисперсность металлической фазы в нанокомпозитах Au/мезопористый углерод. Фазовый состав композитов и средний размер кристаллитов металлического золота определяли методом рентгенофазового анализа. Функции распределения частиц по размерам рассчитывали по кривым малоуглового рассеяния рентгеновского излучения. Параметры пористой структуры оценивали на основании изотерм адсорбции-десорбции азота при 77 К. Установлены оптимальные условия получения НМУК, препятствующие значительному уменьшению удельной поверхности и объема пор углеродной матрицы при наполнении ее наночастицами золота.

Об авторах

Г. Ю. Сименюк
Институт углехимии и химического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук
Россия

Сименюк Галина Юрьевна – кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории неорганических наноматериалов.
8 (3842) 36-31-89, galina-simenyuk@yandex.ru



Ю. А. Захаров
Кемеровский государственный университет
Россия

Захаров Юрий Александрович – член-корреспондент РАН, доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой химии твердого тела КемГУ.
8 (3842) 58-05-91, zaharov@kemsu.ru



Н. В. Павелко
Кемеровский государственный университет
Россия

Павелко Нина Витальевна – аспирант кафедры химии твердого тела КемГУ.
8-904-576-50-11, n-pavelkon2013@yandex.ru



В. М. Пугачёв
Кемеровский государственный университет
Россия

Пугачёв Валерий Михайлович – кандидат химических наук, доцент кафедры химии твердого тела КемГУ.
8 (3842) 58-05-91, vm1707@mail.ru



В. Г. Додонов
Кемеровский государственный университет
Россия

Додонов Вадим Георгиевич – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник кафедры химии твердого телаКемГУ.
8 (3842) 58-05-91, 233191@mail.ru



Т. С. Манина
Институт углехимии и химического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук
Россия

Манина Татьяна Сергеевна – аспирант лаборатории катализа в углехимии.

8(3842)36-86-97, kuklesh@mail.ru



Список литературы

1. Daniel, M.-C. Gold nanoparticles: assembly, supramolecular chemistry, quantum-size-related properties, and applications toward biology, catalysis, and nanotechnology / M.-C. Daniel, D. Astruc // Chem. Rev. – 2004. – V. 104. – P. 293 – 346.

2. Nanotextured gold coatings on carbon nanofiber scaffolds as ultrahigh surface-area electrodes / K. M. Metz [et al.] // Journal of Power Sources. – 2012. – V. 198. – P. 393 – 401.

3. Совместное вольтамперометрическое определение дофамина и мочевой кислоты на электроде, модифицированном самоорганизующимся монослоем цистамина с наночастицами золота / Л. Г. Шайдарова [и др.] // Журнал прикладной химии. – 2011. – Т. 84. – № 2. – С. 222 – 228.

4. Guo, S. Synthesis and electrochemical applications of gold nanoparticles / S. Guo, E. Wang // Analytica Chimica Acta. – 2007. – V. 598. – P. 181 – 192.

5. Gold nanoparticles in delivery applications / P. Ghosh [et al.] // Advanced Drug Delivery Reviews. – 2008. – V. 60. – P. 1307 – 1315.

6. Нанотехнология на основе металлоуглеродных нанокомпозитов и углеродных нанокристаллических материалов – шаг в будущее электроники / Л. В. Кожитов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. – 2005. – № 3. – C. 64 – 67.

7. Глебова, Н. В. Композиты на основе углеродных нанотрубок для источников тока с прямым преобразованием энергии: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук / Н. В. Глебова. – СПб., 2012. – 23 с.

8. Нанокомпозиты на основе углеродных нановолокон, металлических наночастиц / Ю. В. Смирнов [и др.] // Тезисы докладов XIV Всероссийского симпозиума с участием иностранных ученых «Актуальные проблемы теории адсорбции, пористости и адсорбционной селективности». 26 – 30 апреля 2010 года. – М.; Клязьма, 2010. – С. 97.

9. Тринеева, В. В. Получение металл/углеродных нанокомпозитов и возможности применения / В. В. Тринеева, М. А. Вахрушина, В. И. Кодолов // Вестник Удмуртского университета. – 2012. – Вып. 1. – С. 39 – 42.– (Серия: Физика. Химия).

10. Hybrid nanostructured materials for high-performance electrochemical capacitors,/ G. Yu [et al.] // Nano Energy. – 2013. – V. 2. – Is. 2. – P. 213 – 234.

11. Scott, C. L. Nanogold spacing of stacked graphene nanofibers for supercapacitors / C. L. Scott, M. Pumera // Electroanalysis. – 2011. – V. 23. – № 4. – P. 858 – 861.

12. Размерные эффекты в наноразмерных Pt3Co/C электрокатализаторах для низкотемпературных топливных элементов / И. Н. Леонтьев [и др.] // Российские нанотехнологии. – 2009. – Т. 4. – № 3 –4. – C. 76 – 81.

13. Oxygen Reduction Reaction (ORR) on Huge Gold (Au) Particles Prepared by a Pyrolysis Process of AuCl3 Dissolved in Distilled Water in the Presence of MWCNTs / Y. Wang [et al.] // J. Chin. Chem. Soc. – 2013. – V. 60. – P. 73 – 80.

14. Синтез электрокатализаторов для топливных элементов в среде сверхкритического диоксида углерода / Т. Е. Григорьев [и др.] // Российские нанотехнологии. – 2011. – Т. 6. – № 5 – 6. – C. 69 – 78.

15. Bron, M. Carbon black supported gold nanoparticles for oxygen electroreduction in acidic electrolyte solution / M. Bron // Journal of Electroanalytical Chemistry. – 2008. – V. 624. – P. 64 – 68.

16. Antolini, E. Carbon supports for low-temperature fuel cell catalysts / E. Antolini // Applied Catalysis B: Environmental. – 2009. – V. 88. – P. 1 – 24.

17. Deposition of Pt nanoparticles on different carbonaceous materials by using different preparation methods for PEMFC electrocatalysts / N. Veizaga [et al.] // International journal of hydrogen energy. – 2012. – V. 37. – P. 17910 – 17920.

18. Межкластерные взаимодействия в катализе наноразмерными частицами металлов / Т. Н. Ростовщиков [и др.] // Российские нанотехнологии. – 2007. – Т. 2. – № 1 – 2. – С. 47 – 60.

19. Смирнова, Н. В. Дисперсные металлические и металлуглеродные композиционные системы для электрокатализа: синтез, морфология, синергетические эффекты: автореф. дис. … д-ра хим. наук / Н. В. Смирнова. – Новочеркасск, 2010. – 44 с.

20. Akolekar, D. B. Investigations on gold nanoparticles in mesoporous and microporous materials / D. B. Akolekar, S. K. Bhargava // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. – 2005. – V. 236. – P. 77 – 86.

21. Рентгеноэлектронная спектроскопия в исследовании металл/углеродных наносистем и наноструктурированных материалов / И. Н. Шабанова [и др.]. – Ижевск, 2012. – 280 c.

22. Эффект воздействия СВЧ-излучения на формирование наноразмерных железоуглеродных катализаторов окисления H2S в S / М. В. Цодиков [и др.] // Российские нанотехнологии. – 2008. – Т. 3.– № 1 – 2. – С. 68 – 75.

23. Формирование наночастиц интерметаллидов в структуре металлоуглеродного нанокомпозита C-Cu-Zn / Э. Л. Дзидзигури [и др.] // Российские нанотехнологии. – 2012. – Т. 7. – № 1 – 2. – С. 60 – 63.

24. Selvam, P. Synthesis, characterization and electrocatalytic properties of nano-platinum-supported mesoporous carbon molecular sieves Pt/NCCR-41 / Р. Selvan, B. Kuppan // Catalysis Today. – 2012. – V. 198. – P. 85 – 91.

25. Metal coated carbon material: Pat. 2000191386 Japan; 10-372144: заявл. 28.12.1998; опубл. 11.07.2000. – 10 с.

26. Metal matrix composite, and preparation method thereof: Pat. 2012241670 USA; 13/513715: заявл. 22.10.2010; опубл. 27.09.2012. – 21 с.

27. Metal matrix composite materials containing carbon nanotube-infused fiber materials and methods for production thereof: Pat. 2012164429 USA; 12/953447: заявл. 23.11.2010; опубл. 28.06.2012. – 20 с.

28. Metal-carbon compositions: Pat. 2012009110 USA; 13/021271: заявл. 04.02.2011; опубл. 12.01.2012. – 7 с.

29. Синтез металлических наночастиц на углеродной матрице / В. А. Мальцев [и др.] // Российские нанотехнологии. – 2007. – Т. 2. – № 5 – 6. – С. 85 – 89.

30. Controlled synthesis of highly dispersed platinum nanoparticles in ordered mesoporous carbons / S.-H. Kiu [et al.] // Chem. Commun. – 2006. – Is. 32. – P. 3435 – 3437.

31. Nanoporous carbon supported metal particles: their synthesis and characterization / Y. Yang [et al.] // J. Nanopart. Res. – 2012. – Vol. 14. – P. 1028 – 1040.

32. Наноразмерный катализатор Au/C, полученный с использованием комплекса тетрааминзолота (III): синтез, исследование, каталитическая активность в низкотемпературном окислении CO/ П. А. Пыряев [и др.] // Кинетика и катализ. – 2010. – Т. 51. – № 6. – С. 914 – 922.

33. Salgado, J. R. C Pt-Co/C Electrocatalysts for oxygen reduction in H2/O2 PEMFCs synthesized by borohydride method / L. R. Salgado, E. Antolini, E. R. Gonzalez // J. Electrochem. Soc. – 2004. – V. 151. – P. A2143 – A2149.

34. Controlling the density and site of attachment of gold nanoparticles onto the surface of carbon nanotubes / R. Kumar [et al.] // Journal of Colloid and Interface Science. – 2012. – V. 369. – P. 23 – 27.

35. Coating multiwalled carbon nanotubes with gold nanoparticles derived from gold salt precursors / X. Hou [et al.] // Diamond & Related Materials. – 2011. – V. 20. – P. 1329 – 1332.

36. Preparation method of gold nano-particle/carbon nano tube composite material and application thereof: Pat. 102033088 China; CN 20091196359: заявл. 25. 09.2009; опубл. 27.04.11. – 12 с.

37. Переработка низкосортных окисленных углей с получением высокоэффективных углеродных сорбентов / Т. С. Манина [и др.] // Кокс и химия. – 2012. – № 3. – С. 43 – 46.

38. Dumur, F. Controlled spontaneous generation of gold nanoparticles assisted by dual reducing and capping agent / F. Dumur // Gold bulletin. – 2011. – V. 44. – P. 119 – 137.

39. Бусев, А. И. Аналитическая химия золота / А. И. Бусев, В. М. Иванов. – М.: Наука, 1973. – 264 с.

40. Золотые наночастицы: синтез, свойства, биомедицинское применение / Л. А. Дыкман [и др.]; отв. ред. В. В. Игнатов. – М.: Наука, 2008. – 319 с.


Для цитирования:


Сименюк Г.Ю., Захаров Ю.А., Павелко Н.В., Пугачёв В.М., Додонов В.Г., Манина Т.С. НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ КОМПОЗИТЫ AU-C С РЕГУЛИРУЕМОЙ ДИСПЕРСНОСТЬЮ НАПОЛНИТЕЛЯ. Вестник Кемеровского государственного университета. 2013;(4-1):217-225.

For citation:


Simenyuk G.Y., Zakharov Y.A., Pavelko N.V., Pugachev V.M., Dodonov V.G., Manina T.S. NANOSTRUCTURED AU-C COMPOSITES WITH CONTROLLABLE DISPERSITY OF FILLER. Bulletin of Kemerovo State University. 2013;(4-1):217-225. (In Russ.)

Просмотров: 81


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2078-8975 (Print)
ISSN 2078-8983 (Online)