Файл: Методы получения наноматериалов основанные на процессе сжигания.docx

Особенно хороший результат получается при использовании структурно-модифицированной целлюлозы, которая обладает значительно большей (в 2,5 раза) сорбционной способностью к неорганическим солям. Структурно-модифицированную целлюлозу получают следующим образом. Сначала целлюлозу обрабатывают 70%-ной азотной кислотой, в результате чего образуется соединение Кнехта (С6H10O5)n⋅nHNO3, при гидролизе которого получается структурно-модифицированная целлюлоза. Затем пропитывают активированую целлюлозу водными растворами солей, содержащих ионы металлов в стехиометрически необходимых для синтеза соотношениях. 1 г целлюлозы впитывает приблизительно 1,2 мл раствора. Использование этанола в качестве растворителя щавелевой кислоты на следующей стадии способствует разрушению гидратной оболочки ионов и ускоряет транспорт молекул щавелевой кислоты вглубь волокон целлюлозы. Казалось бы, на этой стадии должно произойти взаимодействие щавелевой кислоты с ионами металлов с образованием оксалатов металлов. Однако рентгенофазовый анализ металл-оксалат-целлюлозного комплекса (МОЦК) показывает отсутствие фаз оксалатов металлов и аморфизацию целлюлозной матрицы. На этом основании можно предположить, что полученный продукт (МОЦК) является соединением внедрения.

Следующей стадией является сжигание пропитанных растворами и высушенных целлюлозных волокон. В результате термоокисления, которое обычно полностью завершается при 450⁰ С, образуется сложный оксид. Волокна целлюлозы играют роль армирующего носителя по отношению к солевым компонентам и препятствуют их агрегации при термообработке.

В то же время целлюлозная матрица играет роль диспергатора образующегося оксида за счет бурного газовыделения при ее пиролизе. Получаемый в результате термообработки МОЦК оксид представляет собой рыхлые хлопья, сохраняющие фрагментами фактуру исходного целлюлозного сырья и диспергирующиеся в мелкий порошок.

В литературе описано получение данным методом нанокристаллических твердых растворов Ce0.8Gd0.2O2 – x с размером частиц 8 – 35 нм, Zr0.9Yd0.2O2 – x с размером частиц 12-18 нм, La0,6Sr0,4MnO3-δ с размером частиц 10 нм. При получении последнего продукта использовалась упрощенная схема, в которой отсутствовала стадия обработки спиртовым раствором щелочи. Целлюлозу просто пропитывали нитратами лантана, стронция и марганца

---

, высушивали и сжигали. Несмотря на простоту и быстроту этого способа был 45 получен прекрасный результат – порошок с размером частиц 10 нм, которые были сгруппированы таким образом, что повторяли форму волокон целлюлозы – матрицы, на которой происходило образование зародышей и рост частиц.



РЭМ - изображение La0,6Sr0,4MnO3-δ, полученного по целлюлозной технологии.

---