Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)
Термолиз исследованных соединений на начальной стадии сопровождается газовыделением и потерей массы образцов, что обусловлено протеканием эндотермических реакций в интервале температур 142-227 °С с потерей молекул воды, согласно данным ДСК. Заниженные значения потери массы в процессе дегидратации свидетельствуют о том, что на этапе дегидратации теряется не вся вода. Полная дегидратация происходит в ходе реакции декарбоксилирования при более высокой температуре. Далее происходят эндотермические реакции декарбоксилирования с потерей органического лиганда. Продуктом термолиза в среде аргона в режиме ДСК, согласно данным рентгенофазового анализа, являются а-Со, P-Со, СоО и СозО4 для карбоксилатов кобальта и Ni и NiO для карбоксилатов никеля. Разложение безводных комплексов следует немедленно за процессом дегидратации, и остаточная масса хорошо согласуется со значениями, требуемыми для образования конечных продуктов. Микроструктура нанокомпозитов. Исследованы процессы термического разложения полученных карбоксилатов никеля, а также реактивных формиата и ацетата никеля, при постоянной температуре (593 К) в течение 9 часов в атмосфере азота. Композиты, полученные в результате термического разложения насыщенных монокарбоксилатов никеля, представляют собой черный порошок, состоящий из двух структурных элементов: органическая полимерная матрица, в которую на основании данных электронной микроскопии имплантированы никельсодержащие наночастицы. Из данных РФА следует, что при термолизе формиата и бутирата никеля преобладает ГЦК-Ni, пространственная группа Fm-3m, параметр решетки а = 3,5243±0,0004 А, с примесью ГЦК-NiO, пространственная группа Fm-3m, параметр решетки а = 4,1810±0,0025 А. В случае термолиза ацетата, валерата, капроата, энантата и каприлата никеля преобладает ГЦК-NiO (Fm-3m) с примесью ГЦК- Ni (Fm-3m). Композиты, полученные в результате термического разложения в токе аргона насыщенных карбоксилатов кобальта, имеют вид черного порошка и представляют из себя композицию, состоящую из двух структурных элементов: кобальтсодержащие наночастицы, покрытые углеродной оболочкой. При термолизе формиата, бутирата и каприлата кобальта преобладает гексагональный а-Со (P63/mmc) с примесью кубического СоО (Fm-3m), кубического Со3О4 (Fd-3m) и кубического P-Со (Fm-3m). В случае термолиза ацетата кобальта преобладает кубический СоО (Fm-3m) с примесью кубического Со3О4 (Fd-3m). При термолизе валерата, капроата и энантата кобальта преобладает кубический Со3О4 (Fd-3m) с примесью гексагонального а-Со (P63/mmc) и кубического СоО (Fm-3m). Черный цвет композитов объясняется присутствием аморфного углерода [16]. На основании данных элементного и энергодисперсионного анализов и ИК-спектроскопии продуктов термолиза карбоксилатов никеля высказано предположение о наличии в полученных продуктах полимерной матрицы, состоящей из таких компонентов, как -СН=С=СН- и -СН=СН-. Следовательно, при выбранном режиме термолиза (320 °С и 9 часов) композиты состоят из никельсодержащих наночастиц в оболочке из полимерной матрицы. Касательно продуктов термолиза карбоксилатов кобальта на основании данных анализа видно, что в их составе отсутствует водород, следовательно, при выбранном режиме термолиза (335 °С и 9 часов) композиты состоят из кобальтсодержащих наночастиц в оболочке из аморфного углерода. Магнитные свойства нанокомпозитов Магнитные характеристики полученных нанокомпозитов приведены в табл. 3. Чтобы предотвратить саморазмагничивание вследствие тепловых флуктуаций при создании магнитных носителей информации высокой плотности магнитные наночастицы должны обладать большой коэрцитивной силой [17, 18]. Учитывая, что в полученных композитах никеля наночастицы состоят в основном из ГЦК-Ni и ГЦК-NiO в разных соотношениях, а также представляя строение наночастицы в виде ядра-оболочки, т. е. рассматривая частицу как ферромагнитное ядро, окруженное суперпарамагнитной оболочкой, состоящей из NiO, мы рассчитали размер ферромагнитного ядра и вычислили зависимость коэрцитивной силы от среднего диаметра ферромагнитного ядра (рис.), описываемую уравнением Н = 25,4-dNi-0,35 с достоверностью аппроксимации R2= 0,796 и коэффициентом корреляции r = 0,892. Полученная зависимость является правой ветвью зависимости коэрцитивной силы от диаметра ферромагнитных частиц, которая имеет вид кривой с максимумом [17, 19]. Установленная зависимость позволяет: 2 1 0
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz