Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

«мягкой химии» или растворные методы, например экстракционно-пиролитический [5, 6 ]. В последнем случае возможно получение различных форм простых и сложных по составу оксидов на основе РЗЭ, в том числе наноразмерных, как в виде порошков, так и тонкопленочных покрытий на различных подложках при низкотемпературном пиролизе органических экстрактов. Настоящее сообщение посвящено изучению возможности получения оксидных нанокомпозитов на основе РЗЭ низкотемпературным пиролизом экстрактов на базе экстракционных систем с различными полифункциональными лигандами и исследованию свойств сложнооксидных потенциальных функциональных материалов. Экспериментальные исследования оптимальных концентраций экстрагентов в исходной органической фазе и составов водных растворов показали, что для получения насыщенных экстрактов с целью дальнейшего использования их для синтеза функциональных материалов на основе смешанных оксидов с РЗЭ методом пиролиза успешно может использоваться экстракция металлов нейтральными и анионообменными экстрагентами из водных хлоридных или нитратных растворов. Для получения насыщенных по металлу органичнских фаз экстракцию проводили смешанными растворами экстрагентов в органическом растворителе. Водные растворы металлов контактировали в течение получаса с равной по объему органической фазой. Органическую фазу, содержащую металлы отделяли, смешивали и отгоняли растворитель при температуре 30-60°C, полученный прекурсор подвергали пиролизу при температуре 700оС в муфельной печи. Для синтеза нанокомпозитов на основе смешанных оксидов РЗЭ с оксидами других металлов перед отгонкой растворителя смешивали соответствующие насыщенные экстракты металлов в требуемых соотношениях, далее поступали, как описано выше. Для получения прекурсоров наноразмерных покрытий функциональных материалов на различных подложках насыщенные экстракты соответствующих металлов наносили на подложки, многократно чередуя смачивание с последующим подсушиванием при температуре 50-70оС. После удаления растворителя полученные прекурсоры подвергали пиролизу при температуре 700оС. Образцы нанокомпозитов на основе РЗЭ и смешанных нанокомпозитов с другими металлами после пиролиза представляют собой агломераты, размеры которых 100-500 нм. После разрушения агломератов диспергированием образцов в этиловом спирте размеры частиц нанокомпозитов по данным атомно-силовой микроскопии (АСМ) составляют 5-50 нм. Экстракционно-пиролитическим методом были получены образцы наноразмерных сложнооксидных нанокомпозитов европия и железа, европия и висмута, тербия и висмута, железа и висмута, которые методом рентгенофазового анализа были идентифицированы соответственно как EuFeO 3 , E^FesO^, ВіEuОз, Bi 0 . 775 Eu 0 . 225 O!. 5 , ВiTb0з и BiFeO 3 . На рис.1а приведена микрофотография образца наноразмерного EuFeO 3 . Преимущества экстракционно-пиролитического метода наиболее полно проявляются при получении наноразмерных пленок и покрытий материалов различного функционального назначения. Получены покрытия мультиферроика EuFeO 3 на подложке TiO 2 /Ti, сформированной плазменно-электролитическим методом, на кварцевом стекле и аморфной двуокиси кремния (рис.1б). Изучены люминесцентные свойства композита EuFeO 3 /TiO 2 /Ti. Ферриты европия Eu 3 Fe 5 O 12 и EuFeO 3 относятся к ферромагнитным полупроводниковым материалам оксидной группы [3]. Зависимости полной (Is) и остаточной (Irs) намагниченностей, полученных экстракционно-пиролитическим методом наноразмерных Eu 3 Fe 5 O 12 и EuFeO 3 , указывают на проявление зависящих от состава магнитных свойств. Для первого соединения наблюдается практически линейная зависимость полной намагниченности от величины постоянного магнитного поля, но поведение остаточной намагниченности указывает на проявление ферромагнитных свойств. Такое поведение полной и остаточной намагниченностей является характерным для нанокристаллических ферромагнитных структур и аморфных магнитных материалов. Магнитожесткое соединение EuFeO 3 имеет температуру блокировки, сопоставимую или превышающую 300 К, т.е. проявляют ферромагнитные свойства уже при комнатной температуре с достаточно высоким значением коэрцитивной силы. Максимальная величина коэрцитивной силы при комнатной температуре (300 К) достигает 2068 Э, а полная намагниченность ~0.35 э.м.е./г. Это свидетельствует о возможности использования экстракционно-пиролитического метода для получения перспективных потенциальных магнитных материалов. Исследованы магнитные характеристики двух образцов феррита европия EuFeO 3 , полученных различными способами: совместным гидролизом солей - хлоридов европия и железа - с последующим прокаливанием при 700оС и диспергированием в этиловом спирте и экстракционно-пиролитическим методом. По данным АСМ, размер частиц образца, полученного в первом случае, составляет ~3 мкм (№ 1), во втором - 10-20 нм (№ 2). Наличие петли гистерезиса и высокие значения коэрцитивной силы при 300 K позволяют отнести образец № 1 EuFe0 3 к магнитожестким материалам (Нс>126 Э). Сужение петли гистерезиса в центральной части, а также некоторое ее смещение свидетельствуют о конкуренции между антиферромагнитным и ферромагнитным взаимодействием. Образец феррита европия EuFeO 3 № 2, полученный экстракционно-пиролитическим методом, может быть так же, как и образец EuFeO 3 № 1, отнесен к магнитожестким материалам при температуре 300 K. Однако в соединении № 2 уменьшение температуры приводит к достаточно резкому уменьшению намагниченности коэрцитивной силы. Такое температурное поведение намагниченности может свидетельствовать о том, что ниже 230 K соединение обладает слабым ферромагнетизмом. Таким образом, в данном случае закономерно прослеживается влияние размерного фактора на магнитные характеристики феррита EuFeO 3 . 472