Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

Введение Большое количество современных исследований посвящено созданию нанокомпозитных структур, которые образуются путем смешивания одного или нескольких разнородных материалов на наноуровне, что позволяет получить объекты с улучшенными свойствами. Нанокомпозиты демонстрируют супергидрофобность, супергидрофильность, перенос тепловой энергии, электронный и ионный транспорт, устойчивость к истиранию и загрязнению, что делает их привлекательными для получения электрохимических конденсаторов [1; 2], катализаторов [3; 4], сенсоров [5; 6], адсорбентов [7; 8] и др. Кроме того, нанокомпозиты интересны с точки зрения защиты здоровья человека и нормального функционирования электронных устройств в связи с возрастающим электромагнитным загрязнением окружающей среды [9]. Необходимы материалы, c одной стороны, способные преобразовывать электромагнитную энергию в тепловую и, с другой стороны, поглощающие микроволновое излучение и способные решить проблему электромагнитной интерференции. Композит должен состоять из магнитных и диэлектрических компонентов, так как диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость взаимодополняемы, обладать легким весом и сильным поглощением в широкой полосе частот. Такими композитами оказались Fe, Co и Ni в сочетании с углеродом. Ранее мы обнаружили [10], что в твердом остатке от прокаливания большей части комплексных соединений всегда остается некоторое количество углерода. Целью данной работы было получение металл-углеродных композиций при термическом разложении комплексных соединений в аргоне. М атериалы и методы ДКС получали смешиванием насыщенных водных растворов эквивалентных количеств катионных и анионных комплексов. Кривые термического анализа в аргоне получали на приборе NETZSCH STA 409 PC/PG (навески образца 7-10 мг, скорость нагрева 10 °С/мин, диапазон температур 20-1 000 °С). Продукты термолиза исследовали также с помощью рентгенофазового анализа (РФА). Дифрактограммы получали на дифрактометре Shimadzu XRD 6000 с использованием CuKa-излучения (монохроматор — графит). Дифрактограммы сравнивали с данными базы JCPDS-ICDD 2002. Для температур, соответствующих особым точкам термограмм, выполняли изотермические (точечные) эксперименты для подробного исследования твердых остатков. Точечные эксперименты осуществляли в проточном трубчатом кварцевом реакторе, вставленном в трубчатую печь Nabertherm RT50-250/11, с навесками ~0,5 г в токе аргона (12-15 л/ч). По достижении заданной температуры реактор извлекали из печи и охлаждали продукт в той же атмосфере. Анализ на содержание углерода производили на автоматическом анализаторе ELTRA CS-2000. Для определения содержания металлов навески продуктов термолиза с высоким содержанием углерода прокаливали на воздухе при 900 °С, остатки растворяли в смеси концентрированных кислот HNO 3 и HCl. Полученные растворы анализировали атомно-абсорбционным методом на спектрометре АAnalyst 400. Удельные поверхности продуктов термолиза измеряли на установках Tristar 3020 и FlowSorb2300. Результаты В качестве прекурсоров выступали две группы соединений: 1) аналоги берлинской лазури (АБЛ): Cu3[Fe(CN)6]2' 13^O , Cu 3 [Co(CN} 6 ] 2 1 7 H 2 O, Niз[Fe(CN)6]2■15Н2О, Ni 3 [Co(CN) 6 ] 2 ' 1 6 H 2 O и Zn3[Fe(CN)6]2-4H2O, Cd3[Fe(CN)6]2'n^O, Mn3[Fe(CN)6]2nH2O; 2) ДКС [Cd(en)3MFe(CN)6knH2O, [Zn(en)3MFe(CN)6knH2O, [Ni(en)3MFe(CN)6]2-nH2O, K[Cu(en) 2 ][Fe(CN) 6 ] n H 2 O. На основании предварительных экспериментов были получены первичные композиты, то есть продукты термолиза в аргоне, содержащие значительные количества углерода. Первичные композиты обрабатывали 6 М соляной кислотой, чтобы удалить из них металлы. Не всегда это удается сделать при t = 25 °C и за один прием. Кроме того, остатки, содержащие медь, приходилось дополнительно обрабатывать азотной кислотой. В табл. 1 и 2 приведены характеристики образцов, выделенных кислотами из первичных композитов, которые назовем вторичными Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 120-124. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 120-124. © Домонов Д. П., 2025 121