|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Развитие методов синтеза оксидных керамических материалов с использованием полиядерных комплексов металлов в качестве молекулярных прекурсоровНИР
- Руководитель НИР: Новоторцев В.М.
- Участники НИР: Доброхотова Ж.В., Емелина А.Л., Ефимов Н.Н., Илюхин А.Б., Коротеев П.С., Корсаков И.Е., Тюрин А.В., Цымбаренко Д.М.
- Сторонняя организация: ИОНХ РАН
- Срок исполнения: 1 января 2011 г. - 31 декабря 2012 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 11-03-12150-офи-м-2011
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: другое
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.15.19 Химия твердого тела
- 31.17.15 Неорганическая химия
-
Ключевые слова:
сложные оксиды, тонкие пленки, химические методы синтеза сложных оксидов, химия твердого тела, материаловедение, cvd, неорганические функциональные материалы
-
Описание:
Задача разработки основ новых методов синтеза оксидных материалов на основе переходных металлов и РЗЭ является важным конкретным направлением в связи с широким применением этих материалов в различных областях современной техники. Выбор методов синтеза функциональных материалов различного назначения в виде тонких пленок на подложках или объемных керамических образцов влияет на состав, структуру, размеры частиц и определяет технологичность процесса их получения. В этом отношении перспективными по сравнению с высокотемпературными методами твердофазного синтеза являются так называемые методы «мягкой химии». Из химических методов получения оксидных материалов перспективными являются методы получения оксидов из паров или растворов молекулярных прекурсоров – металл-органических соединений (МОС). В этих методиках основой получения материала является химическая гомогенизация через прекурсор. Новизна настоящего исследований заключается в выборе исходных объектов – прекурсоров. Предлагается использование гетерометаллических полиядерных карбоксилатных комплексов, содержащих атомы различных металлов в разном соотношении. При получении сложнооксидных систем с использованием таких прекурсоров уже на уровне молекулярного предшественника, из которого в относительно мягких условиях после удаления «органической части» молекулы будет формироваться требуемый оксид, возможно программирование состава будущего оксида и даже, вероятно, его свойств. Основное внимание в ходе выполнения проекта будет уделено подбору, получению и комплексному физико-химическому исследованию новых гетерометаллических комплексов 3d-3d- и 3d-4f-металлов. которые будут являться прекурсорами для ферритов МеFe2O4, (Мe - двухвалентный ион металла) смешанных оксидов РЗЭ и 3d-металлов (никель, марганец, кобальт, медь) и ортоферритов и феррит-гранатов РЗЭ, оптимизации условий получения оксидных фаз на основе результатов экспериментальных исследований и кинетического и термодинамического моделирования, получению пленочного или объемного высокодисперсного оксидного материала и его комплексному исследованию.
- Добавил в систему: Корсаков Игорь Евгеньевич
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2011 г.-31 декабря 2012 г. | Развитие методов синтеза оксидных керамических материалов с использованием полиядерных комплексов металлов в качестве молекулярных прекурсоров |
| Результаты этапа: В ходе выполнения работ был проведен комплекс исследований, целью которых являлся поиск новых молекулярных систем, способных генерировать сложнооксидные материалы при «мягком» термолизе, оптимизация условий получения целевых продуктов и исследование их некоторых физико-химических характеристик. В качестве возможных прекурсоров кобальтатов, никелатов, купратов РЗЭ были рассмотрены новые биядерные карбоксилатные комплексы 3d- и 4f-металлов в системах MLn(Piv)5LL' (M=Co, Ni, Cu, Zn; Ln=Gd, Sm, Eu; L - H2O, Hpiv ; L' – bpy, phen). Установлены условия формирования с высоким выходом биядерных молекул с соотношением 3d- и 4f-металлов M : Ln = 1 : 1 при использовании 2,2’-бипиридила (bpy) и 1,10-фенантролина в качестве структурообразующих лигандов. Рассмотрена возможность получения кобальтата самария твердофазным термолизом комплексов с различным соотношение 3d- и 4f-металлов, что позволило выбрать оптимальный состав молекулярного прекурсора - (?2-bpy)CoSm(Piv)5(H2O). Проведено тестовое исследование магнитного поведения полученного образца кобальтата самария в интервале температур 70 – 300К. Разработана методика синтеза из доступных реагентов водных 3D-полимерных комплексов, содержащих Cu и Ba в отношении 1:1 с диметилмалоновой кислотой, которые рассматривались как молекулярные прекурсоры индивидуального купрата бария. Показано, что твердофазный термолиз этих водных 3D-полимерных комплексов при специально подобранных условиях обеспечивает получение образцов индивидуального кубического купрата бария с параметром решетки 18.2795(6) ?. С целью оптимизации условий получения купрата бария проведено модифицирование медь- и барийсодержащих прекурсоров за счет использования различных карбоновых кислот - BumalН (бутилмалоновая кислота), CРDCН (циклопропандикарбоновая кислота) и CBDCН (циклобутандикарбоновая кислота). Показано, что использование комплекса [BaCu(CРDC)2]n должно в определенной степени исключать образование карбоната бария, что позволяет отдать предпочтение данному комплексу при получении целевого продукта. Показана возможность получения порошка GdBaCo2O5+х из биметаллических карбоксилатных прекурсоров: [(H2O)10Ba4Co4(DMM)8]n?7n(H2O) и (bpy)CoGd(Piv)5(H2O). Показано, что использование карбоксилатных прекурсоров позволяет снизить максимальноу температуру синтеза с 1100 до 1000 С и уменьшить время суммарной термообработки с 96 до 12 часов по сравнению с описанным в литературе режимом. Получены новые гетерометаллические комплексы Fe2MO(Piv)6(HPiv)3 (M = Ni, Co). Показано, что их термораспад приводит к образованию магнитных наноразмерных ферритов кобальта и никеля MFe2O4. Выполнено исследование магнитного поведения полученных ферритов. Показана возможность получения пленки NiFe2O4 методом spin-coating из раствора комплекса Fe2NiO(Piv)6(HPiv)3 на подложках (100) SrTiO3 и (100) MgO. Полученные пленки исследованы методами РФА, EDS и сканирующей электронной спектроскопии. Из молекулярных прекурсоров Се2(Piv)6(НPiv)6.Нpiv и Се2(Piv)6(НPiv)6, охарактеризованных методами РСА, ДСК, ТГА и адиабатической калориметрии, получены пленки CeO2 на монокристаллических подложках (100) MgO методом spin-coating. Пленки охарактеризованы методами РФА и атомно-силовой микроскопии. Предложены методики синтеза и получены 8 новых биядерных нитрат- цимантренкарбоксилатов (с соотношение Ln : Mn равным 1:2) - прекурсоров LnMn2O5. Установлены их молекулярные и кристалличекие структуры. Из молекулярных прекурсоров [Ln2(OOCCym)4(NO3)2(DME)2] получены объемные образцы манганитов гадолиния и гольмия и исследовано их магнитное поведение. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".