RU2526552C1 - Method of obtaining nanosized metal oxides from organometallic precursors - Google Patents

Method of obtaining nanosized metal oxides from organometallic precursors Download PDF

Info

Publication number
RU2526552C1
RU2526552C1 RU2012154442/05A RU2012154442A RU2526552C1 RU 2526552 C1 RU2526552 C1 RU 2526552C1 RU 2012154442/05 A RU2012154442/05 A RU 2012154442/05A RU 2012154442 A RU2012154442 A RU 2012154442A RU 2526552 C1 RU2526552 C1 RU 2526552C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
energy
reactor
metal oxides
nanosized
electron beam
Prior art date
Application number
RU2012154442/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012154442A (en
Inventor
Роман Владимирович Сазонов
Денис Владимирович Пономарев
Геннадий Ефимович Ремнев
Галина Евгеньевна Холодная
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2012154442/05A priority Critical patent/RU2526552C1/en
Publication of RU2012154442A publication Critical patent/RU2012154442A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2526552C1 publication Critical patent/RU2526552C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention can be used in chemical industry. nanosized metal oxides are obtained by chemical reaction of oxidation of organometallic compound with initiation of processes by energy impact, as such, used is pulsed electron beam with electron energy 100÷500 keV, duration 10÷100 ns and total current of beam 1-10 kA.
EFFECT: claimed invention makes it possible to increase productivity and extend nomenclature of obtained nanosized oxides on the same equipment without changing synthesis mode.
2 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к химической и технической физике, металлургии и предназначено для получения наноразмерных порошков оксидов.The invention relates to chemical and technical physics, metallurgy and is intended to obtain nanosized oxides powders.

Известен способ [Патент RU №2153016, МПК7 C22B 34/00, C01B 33/00, H05B 7/00, опубл. 20.07.2000] получения редких тугоплавких металлов, кремния и их соединений. Способ заключается в восстановлении (или разложении) газообразных соединений металлов и кремния в присутствии реагентов в зоне низкотемпературной термонеравновесной плазмы. В способе используют дополнительное введение в зону реакции горючей смеси (водорода и кислорода) и активировании газообразных реагентов ультрафиолетовым излучением.The known method [Patent RU No. 2153016, IPC7 C22B 34/00, C01B 33/00, H05B 7/00, publ. 07/20/2000] obtaining rare refractory metals, silicon and their compounds. The method consists in the restoration (or decomposition) of gaseous compounds of metals and silicon in the presence of reagents in the zone of low-temperature thermonequilibrium plasma. The method uses an additional introduction into the reaction zone of a combustible mixture (hydrogen and oxygen) and activation of gaseous reactants by ultraviolet radiation.

Известен способ [Патент RU №2264888, МПК7 B22F 9/28, опубл. 20.07.2005] получения нанодисперсных порошков оксидов. Способ заключается в подаче в реактор галогенида металла и восстановителя в газообразных состояниях. В реактор до обработки смеси газов подают кислород и инициируют цепной химический процесс импульсным энергетическим воздействием с длительностью не более 10-5 секунды.The known method [Patent RU No. 2264888, IPC7 B22F 9/28, publ. 07/20/2005] obtaining nanosized powders of oxides. The method consists in feeding to the reactor a metal halide and a reducing agent in gaseous states. Before processing the gas mixture, oxygen is supplied to the reactor and a chain chemical process is initiated by pulsed energy exposure with a duration of not more than 10 -5 seconds.

Известен способ [Патент RU №2230033, МПК7 C01G 23/07, опубл. 10.06.2004] получения диоксида титана. Способ включает генерацию плазмы кислорода (или кислородосодержащего газа) с температурой 1300-3600°C в электродуговом генераторе плазмы. Далее в плазменный поток вводят тетрахлорид титана в жидком состоянии. Проводят окисление тетрахлорида титана при понижении температуры продуктов реакции до 1000-1600°C, охлаждение образовавшихся продуктов реакции и отделение целевого продукта.The known method [Patent RU No. 2230033, IPC7 C01G 23/07, publ. 06/10/2004] obtaining titanium dioxide. The method includes generating a plasma of oxygen (or oxygen-containing gas) with a temperature of 1300-3600 ° C in an electric arc plasma generator. Then, titanium tetrachloride in a liquid state is introduced into the plasma stream. The titanium tetrachloride is oxidized by lowering the temperature of the reaction products to 1000-1600 ° C, cooling the resulting reaction products and separating the target product.

Недостатками данных способов является необходимость дополнительного введения в зону реакции горючей смеси (водорода и кислорода); неудобство использования в качестве исходных реагентов галогенидов металлов, реагирующих при нормальных условиях с парами воды, содержащимися в воздухе, с образованием паров хлороводорода.The disadvantages of these methods is the need for additional introduction into the reaction zone of a combustible mixture (hydrogen and oxygen); inconvenience of using metal halides as initial reagents, reacting under normal conditions with water vapor contained in air, with the formation of hydrogen chloride vapor.

Известен способ [Hendrik K. Kammler Sotiris E. Pratsinis Scaling-up the Production of Nanosized SiO2-particles in a Double Diffusion Flame Aerosol Reactor // Journal of Nanoparticle Research. - 1999. - vol.1, №4. - pp.467-477] получения наноразмерного диоксида кремния при окислении гексаметилдисилоксана в проточном реакторе. Способ позволяет получать наноразмерный диоксид кремния средним размером частиц от 15 до 170 нм. Производительность установки - 130 г/час. Однако способ является достаточно сложным в аппаратурном оформлении.A method is known [Hendrik K. Kammler Sotiris E. Pratsinis Scaling-up the Production of Nanosized SiO 2 particles in a Double Diffusion Flame Aerosol Reactor // Journal of Nanoparticle Research. - 1999. - vol. 1, No. 4. - pp.467-477] for the preparation of nanosized silica by the oxidation of hexamethyldisiloxane in a flow reactor. The method allows to obtain nanosized silicon dioxide with an average particle size of from 15 to 170 nm. Productivity of the installation is 130 g / hour. However, the method is quite complicated in hardware design.

Известен способ [Thomas Delclos, Carole Aimé, Emilie Pouget, Aurélie Brizard, Ivan Huc, Marie-Hélène Delville and Reiko Oda. Individualized Silica Nanohelices and Nanotubes: Tuning Inorganic Nanostructures Using Lipidic Self-Assemblies // Nano Lett. - 2008. - N.8. - P.1929-1935] получения наноразмерного диоксида кремния золь-гель методом. Тетраэтоксисилан подвергался гидролизу на поверхности «шаблонного» органического геля. Затем органика удалялась путем отжига при температуре 450°C. В качестве исходных прекурсоров использовали (C2H4-1,2-((CH3)2N+C16H33)2) и тетраэтоксисилан в смеси с бензиламином в качестве катализатора. Недостатками данного способа являются большие энергозатраты, связанные с процессами гидролиза и отжига на отдельных этапах получения конечного продукта в виде наноразмерного порошка диоксида кремния.The known method [Thomas Delclos, Carole Aimé, Emilie Pouget, Aurélie Brizard, Ivan Huc, Marie-Hélène Delville and Reiko Oda. Individualized Silica Nanohelices and Nanotubes: Tuning Inorganic Nanostructures Using Lipidic Self-Assemblies // Nano Lett. - 2008. - N.8. - P.1929-1935] obtaining nanosized silica by the sol-gel method. Tetraethoxysilane was hydrolyzed on the surface of a "template" organic gel. Then the organics were removed by annealing at a temperature of 450 ° C. (C 2 H 4 -1,2 - ((CH 3 ) 2 N + C 16 H 33 ) 2 ) and tetraethoxysilane mixed with benzylamine as a catalyst were used as starting precursors. The disadvantages of this method are the large energy costs associated with the processes of hydrolysis and annealing at certain stages of obtaining the final product in the form of a nanosized powder of silicon dioxide.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, выбранный нами за прототип [Motoaki Adachi, Shigeki Tsukui, Kikuo Okuyama Nanoparticle Formation Mechanism in CVD Reactor with Ionization of Source Vapor // Journal of Nanoparticle Research. - 2003. - v.5 (1-2). - pp.31-37]. Он заключается в химическом осаждении из газовой фазы металлоорганического прекурсора (тетраэтоксисилана и кислорода) для получения наночастиц диоксида кремния. Для уменьшения агломеративности частиц используют энергетическое воздействие путем обработки в коронном разряде молекул металлоорганического прекурсора в дополнительной камере. Вследствие этого происходит уменьшение Ван-дер-ваальсовых сил при смешивании в основной камере молекул тетраэтоксислана и кислорода, имеющих однополярный заряд. Способ включает подачу тетраэтоксисилана в предварительную камеру, где его молекулы обрабатываются коронным разрядом (при различном потенциале высоковольтного электрода ионизатора от -10 до +6 кВ) при высоком давлении 0,1-0,3 МПа и перемещаются в реактор. Ионы тетраэтоксисилана реагируют с молекулами кислорода, образовывая частицы диоксида кремния. Поскольку частицы, содержащие тетроэтоксисилан, имеют большое количество этоксигрупп, авторы предлагают поддерживать в реакторе температуру 723-873 К. Если температура реактора меньше данного диапазона, то синтезируются частицы крупного размера. Также на размер частиц в данном методе влияет время сбора конечных продуктов (чем меньше время, тем меньше размер частиц). Исходная концентрации тетраэтоксисилана 3,4×10-5 и 8,60×10-6 моль/л, объем реактора 100 и 200 см3.Closest to the proposed method is the method that we selected for the prototype [Motoaki Adachi, Shigeki Tsukui, Kikuo Okuyama Nanoparticle Formation Mechanism in CVD Reactor with Ionization of Source Vapor // Journal of Nanoparticle Research. - 2003. - v.5 (1-2). - pp.31-37]. It consists in chemical vapor deposition of an organometallic precursor (tetraethoxysilane and oxygen) to produce silicon dioxide nanoparticles. To reduce particle agglomeration, energy is used by treating the molecules of an organometallic precursor in a corona discharge in an additional chamber. As a result of this, the van der Waals forces decrease upon mixing in the main chamber of tetraethoxysilane and oxygen molecules having a unipolar charge. The method includes feeding tetraethoxysilane into the preliminary chamber, where its molecules are treated by corona discharge (at different potentials of the high-voltage ionizer electrode from -10 to +6 kV) at high pressure of 0.1-0.3 MPa and are transferred to the reactor. Tetraethoxysilane ions react with oxygen molecules to form silicon dioxide particles. Since particles containing tetroethoxysilane have a large number of ethoxy groups, the authors propose maintaining a temperature of 723–873 K in the reactor. If the temperature of the reactor is less than this range, large particles are synthesized. Also, the particle size in this method is affected by the collection time of the final products (the shorter the time, the smaller the particle size). The initial concentration of tetraethoxysilane 3.4 × 10 -5 and 8.60 × 10 -6 mol / l, the reactor volume of 100 and 200 cm 3 .

Недостатком способа прототипа является сложность аппаратурного обеспечения (дополнительная камера для ионизации молекул металлоорганического соединения), высокая энергоемкость процесса из-за необходимости постоянного обогрева реактора до температуры 723-873 К, низкая производительность процесса вследствие использования малой концентрации тетраэтоксисилана и малого объема реактора, зависимость размера получаемых оксидов от времени сбора конечного продукта и потенциала ионизатора.The disadvantage of the prototype method is the complexity of the hardware (an additional chamber for ionizing the molecules of the organometallic compound), the high energy intensity of the process due to the need for constant heating of the reactor to a temperature of 723-873 K, low productivity of the process due to the use of a low concentration of tetraethoxysilane and a small reactor volume, the size dependence obtained oxides from the time of collection of the final product and the potential of the ionizer.

Задачей предложенного решения является разработка энергосберегающего способа получения наноразмерных оксидов металлов из металлоорганического прекурсора.The objective of the proposed solution is to develop an energy-saving method for producing nanoscale metal oxides from an organometallic precursor.

Технический результат заключается в увеличении производительности, расширении номенклатуры получаемых наноразмерных оксидов на одном и том же оборудовании без изменения режима синтеза.The technical result consists in increasing productivity, expanding the range of obtained nanosized oxides on the same equipment without changing the synthesis mode.

Техническая задача достигается тем, что в способе получения наноразмерных оксидов металлов из металлоорганических прекурсоров путем проведения химической реакции окисления металлоорганического соединения при инициировании процессов энергетическим воздействием, в отличие от прототипа, на смесь воздействуют импульсным электронным пучком с энергией электронов 100÷500 кэВ, длительностью 10÷100 нс и с полным током пучка 1-10 кА.The technical problem is achieved by the fact that in the method of producing nanosized metal oxides from organometallic precursors by conducting a chemical reaction of oxidation of an organometallic compound when processes are initiated by energy exposure, in contrast to the prototype, the mixture is affected by a pulsed electron beam with an electron energy of 100 ÷ 500 keV, duration 10 ÷ 100 ns and with a total beam current of 1-10 kA.

Способ получения наноразмерных оксидов металлов из металлоорганических прекурсоров основан на объемном возбуждении реакционного газа импульсным электронным пучком и организации процесса протекания реакции во всей области возбуждения. Энергетические затраты пучка значительно ниже энергии выделяемой в химических эндотермических реакциях и при формировании частиц оксидов.The method for producing nanosized metal oxides from organometallic precursors is based on volumetric excitation of the reaction gas by a pulsed electron beam and the organization of the reaction process in the entire excitation region. The energy consumption of the beam is much lower than the energy released in chemical endothermic reactions and during the formation of oxide particles.

Целесообразно в качестве энергетического воздействия использовать импульсный электронный пучок, энергия электронов которого составляет 100÷500 кэВ. Использование импульсного электронного пучка такой энергии позволяет увеличить объем реакционной камеры до 8 л. Использовать пучок электронов энергией меньше 100 кэВ нецелесообразно вследствие того, что вывод электронного пучка в реакционную камеру со смесью газов осуществляется через выводное окно, представляющее собой алюминиевую фольгу (толщиной 140 мкм), поэтому электроны с более низкой энергией будут задерживаться в выводном окне. Использование пучка электронов с энергией более 500 кэВ возможно, тем самым можно увеличить производительность установки, однако такие установки требуют дополнительной защиты от тормозного рентгеновского излучения и обязательной регистрации их в СЭС.It is advisable to use a pulsed electron beam, the electron energy of which is 100 ÷ 500 keV, as an energy effect. The use of a pulsed electron beam of such energy allows increasing the volume of the reaction chamber to 8 l. It is impractical to use an electron beam with an energy of less than 100 keV due to the fact that the electron beam is introduced into the reaction chamber with a mixture of gases through the exit window, which is an aluminum foil (140 μm thick), so electrons with lower energy will be delayed in the exit window. The use of an electron beam with an energy of more than 500 keV is possible, thereby it is possible to increase the productivity of the installation, however, such installations require additional protection against X-ray bremsstrahlung and their mandatory registration in the SES.

Целесообразно использовать ток пучка 1-10 кА. В случае когда ток пучка меньше 1 кА - меньше количество и первичных электронов, значит, происходит меньшее количество актов ионизации, в результате чего уменьшается количество зародышей реакции процесса синтеза. Использование пучка электронов с током больше указанного диапазона возможно, однако это увеличивает экономические затраты на создание подобной установки.It is advisable to use a beam current of 1-10 kA. In the case when the beam current is less than 1 kA, the number of primary electrons is also smaller, which means that fewer ionization events occur, as a result of which the number of nuclei of the reaction of the synthesis process decreases. The use of an electron beam with a current greater than the specified range is possible, however, this increases the economic costs of creating such an installation.

Целесообразно использовать электронный пучок длительностью 10÷100 нс. Использование пучка длительностью больше 100 нс нецелесообразно, так как в этом случае время жизни активных частиц будет меньше, чем время энергетического воздействия на исходные вещества. Использования пучка электронов длительностью менее 10 нс требует более сложного аппаратурного оформления, что экономически нецелесообразно.It is advisable to use an electron beam with a duration of 10 ÷ 100 ns. The use of a beam with a duration of more than 100 ns is impractical, since in this case the lifetime of the active particles will be less than the time of energy exposure to the starting materials. The use of an electron beam with a duration of less than 10 ns requires more complex hardware design, which is not economically feasible.

На фигуре приведена схема установки для получения наноразмерных оксидов металлов из металлоорганических прекурсоров.The figure shows a diagram of a plant for producing nanoscale metal oxides from organometallic precursors.

Установка состоит из реактора 2 с патрубком 1 для подачи металлоорганического соединения, патрубком 3 для подачи кислорода, окном 4 для осуществления импульсного энергетического воздействия, окном 5 для сбора порошка, патрубком 6 для вывода побочных продуктов и 7 источника импульсного энергетического воздействия - импульсного электронного ускорителя.The installation consists of a reactor 2 with a pipe 1 for supplying an organometallic compound, a pipe 3 for supplying oxygen, a window 4 for performing pulsed energy exposure, a window 5 for collecting powder, a pipe 6 for outputting by-products, and 7 a source of pulsed energy exposure - a pulsed electron accelerator.

Способ осуществляют следующим образом, металлоорганическое соединение через патрубок 1 подают в объем реактора 2, где нагревают его до температуры кипения (от 350 до 450 К), либо плавления (от 400 до 500 К) при использовании твердого металлоорганического прекурсора. Через патрубок 3 в объем реактора 2 подают кислород. Через окно 4 на смесь газов в реакторе 2 производят энергетическое воздействие импульсным электронным пучком от источника 7. Продукты реакции в виде наноразмерного порошка собираются на дне реактора 2 и удаляются через окно 5. Побочные продукты реакции в газообразном состоянии (CO2, H2O) удаляются через патрубок 6.The method is as follows, the organometallic compound through the pipe 1 is fed into the volume of the reactor 2, where it is heated to boiling point (from 350 to 450 K), or melting (from 400 to 500 K) using a solid organometallic precursor. Through the pipe 3 in the volume of the reactor 2 serves oxygen. Through the window 4, the gas mixture in the reactor 2 is energized by a pulsed electron beam from the source 7. The reaction products in the form of a nanosized powder are collected at the bottom of the reactor 2 and removed through the window 5. By-products of the reaction in the gaseous state (CO 2 , H 2 O) removed through pipe 6.

Заявляемый способ позволяет совместить камеру для ионизации металлоорганического прекурсора и реакционную камеру, что позволяет повысить эффективность передаваемой энергии реактивам.The inventive method allows you to combine the chamber for ionization of the organometallic precursor and the reaction chamber, which improves the efficiency of the transmitted energy to the reagents.

Пример 1. Реактор 2, изготовленный из кварцевого стекла, диаметром 140 мм, объемом 6 л, оснащен манометром, вакуумметром, малоинерционным датчиком давления для регистрации быстропротекающих процессов, запорно-регулирующей арматурой для напуска исходной реагентной смеси и откачки газа. Реактор 2 перед напуском смеси газов откачивали до давления ~7 торр, далее нагревают до температуры кипения (442 К) Si(C2H5O)4. После в реактор 2 вводят тетраэтоксисилан, а затем кислород. Концентрация исходных реагентов: 2,2 ммоль металлоорганического соединения Si(C2H5O)4 и 26,87 моль кислорода. При воздействии импульсного сильноточного электронного пучка с параметрами: энергия электронов 450-500 кэВ, ток пучка 1-10 кА, длительность импульса 60 нс, на смесь металлоорганического соединения Si(C2H5O)4 и кислорода протекают реакции окисления металлоорганического соединения Si(C2H5O)4 инициированные электронным ударом:Example 1. The reactor 2, made of quartz glass, with a diameter of 140 mm, with a volume of 6 l, is equipped with a manometer, vacuum gauge, low-inertia pressure sensor for recording fast processes, shut-off and control valves for inlet of the initial reagent mixture and pumping gas. Reactor 2 was pumped out to a pressure of ~ 7 torr before filling the gas mixture, then Si (C 2 H 5 O) 4 was heated to the boiling point (442 K). Then, tetraethoxysilane and then oxygen are introduced into reactor 2. The concentration of the starting reagents: 2.2 mmol of the organometallic compound Si (C 2 H 5 O) 4 and 26.87 mol of oxygen. When pulsed high-current electron beam parameters: energy of electrons of 450-500 keV, the beam current of 1-10 kA, a pulse duration of 60 ns, to a mixture of organometallic compounds of Si (C 2 H 5 O) 4 and oxygen reactions of organometallic compounds of Si oxidation ( C 2 H 5 O) 4 initiated by electron impact:

Figure 00000001
Figure 00000001

Полная конверсия Si(C2H5O)4 происходила за один импульс электронного пучка. После инжекции электронного пучка в смесь в реакторе образовывался наноразмерный порошок.The complete conversion of Si (C 2 H 5 O) 4 occurred in one pulse of the electron beam. After the electron beam was injected into the mixture, a nanosized powder was formed in the reactor.

В таблице 1 приведены Примеры 2 и 3 получения наноразмерных порошков оксидов титана и меди при одинаковых условиях синтеза и при однократном воздействии импульсного электронного пучка на смесь исходных реагентов.Table 1 shows Examples 2 and 3 of obtaining nanosized powders of titanium and copper oxides under the same synthesis conditions and with a single exposure to a pulsed electron beam on a mixture of starting reagents.

В таблице 2 показано влияние последующих воздействий электронного пучка на синтезированные частицы оксидов металлов при концентрации исходных реагентов, указанной в таблице 1.Table 2 shows the effect of subsequent effects of the electron beam on the synthesized particles of metal oxides at a concentration of the starting reagents indicated in table 1.

Процесс получения порошков оксидов можно осуществлять как в цикличном режиме (напуск газа→облучение→откачка побочных продуктов реакции в газообразном состоянии), так и в непрерывном (проточном режиме).The process of producing oxide powders can be carried out both in a cyclic mode (gas inlet → irradiation → pumping out reaction by-products in a gaseous state), and in a continuous (flowing mode).

Полученные наноразмерные частицы из металлоорганического прекурсора имеют средний размер 40-100 нм.The obtained nanosized particles from an organometallic precursor have an average size of 40-100 nm.

Предложенный способ применим для получения наноразмерных порошков оксидов различных металлов из металлоорганических прекурсоров. Способ позволяет повысить производительность процесса получения оксидов за счет увеличения объема плазмохимического реактора и концентрации исходных реагентов. В предложенном способе нагрев реакционной камеры производится только до температуры кипения металлоорганического прекурсора, что позволяет не только снизить энергозатраты, но и повысить чистоту конечного продукта, за счет исключения технологических загрязнений, вызванных нагревом реактора до температур, требуемых для протекания химических реакций.The proposed method is applicable to obtain nanoscale powders of oxides of various metals from organometallic precursors. The method allows to increase the productivity of the process of producing oxides by increasing the volume of the plasma-chemical reactor and the concentration of the starting reagents. In the proposed method, the reaction chamber is heated only to the boiling temperature of the organometallic precursor, which allows not only to reduce energy consumption, but also to increase the purity of the final product, by eliminating process contaminants caused by heating the reactor to the temperatures required for chemical reactions to occur.

Таблица 1Table 1 Полученный оксид металлаThe obtained metal oxide Исходные реагенты (металлоорганический прекурсор + газ)Starting reagents (organometallic precursor + gas) Основные физико-химические свойства металлоорганического прекурсораBasic physicochemical properties of an organometallic precursor Концентрация исходных компонентовThe concentration of the starting components Средний размер, получаемых оксидовThe average size of the resulting oxides SiO2 SiO 2 ТетраэтоксисиланTetraethoxysilane Si(C2H5O)4 Si (C 2 H 5 O) 4 Si(C2H5O)4=2,2 ммольSi (C 2 H 5 O) 4 = 2.2 mmol 40-80 нм40-80 nm КислородOxygen Tкип=442 КT bale = 442 K O2=26,87 мольO 2 = 26.87 mol TiO2 TiO 2 ТетраэтоксититанTetraethoxy titanium Ti(C2H5O)4 Ti (C 2 H 5 O) 4 Ti(C2H5O)4=2,2 ммольTi (C 2 H 5 O) 4 = 2.2 mmol 50-100 нм50-100 nm КислородOxygen Tкип=423 КT bale = 423 K O2=26,87 мольO 2 = 26.87 mol CuOCuO Салицилальимин медиSalicylaliminum Copper C14H12O2N2CuC 14 H 12 O 2 N 2 Cu C14H12O2N2Cu=2,2 ммольC 14 H 12 O 2 N 2 Cu = 2.2 mmol 60-80 нм60-80 nm КислородOxygen Tплавления=490 КT melting point = 490 K O2=26,87 мольO 2 = 26.87 mol

Таблица 2table 2 Полученный оксид металлаThe obtained metal oxide Концентрация исходных компонентовThe concentration of the starting components 1 импульс1 impulse 5 импульсов 5 pulses 10 импульсов10 pulses Средний размер получаемых оксидовThe average size of the obtained oxides SiO2 SiO 2 Si(C2H5O)4=2,2 ммольSi (C 2 H 5 O) 4 = 2.2 mmol 40-80 нм40-80 nm 60-100 нм60-100 nm 120-180 нм120-180 nm O2=26,87 мольO 2 = 26.87 mol TiO2 TiO 2 Ti(C2H5O)4=2,2 ммольTi (C 2 H 5 O) 4 = 2.2 mmol 50-100 нм50-100 nm 70-120 нм70-120 nm 150-200 нм150-200 nm O2=26,87 мольO 2 = 26.87 mol CuOCuO C14H12O2N2Cu=2,2 ммольC 14 H 12 O 2 N 2 Cu = 2.2 mmol 60-80 нм60-80 nm 80-100 нм80-100 nm 150-180 нм150-180 nm O2=26,87 мольO 2 = 26.87 mol

Claims (1)

Способ получения наноразмерных оксидов металлов из металлоорганических прекурсоров путем проведения химической реакции окисления металлоорганического соединения при инициировании процессов энергетическим воздействием, отличающийся тем, что на смесь воздействуют импульсным электронным пучком с энергией электронов 100÷500 кэВ, длительностью 10÷100 нс и с полным током пучка 1-10 кА. A method of producing nanosized metal oxides from organometallic precursors by conducting a chemical reaction of oxidation of an organometallic compound when processes are initiated by energy exposure, characterized in that the mixture is exposed to a pulsed electron beam with an electron energy of 100 ÷ 500 keV, a duration of 10 ÷ 100 ns, and with a total beam current of 1 -10 kA.
RU2012154442/05A 2012-12-17 2012-12-17 Method of obtaining nanosized metal oxides from organometallic precursors RU2526552C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012154442/05A RU2526552C1 (en) 2012-12-17 2012-12-17 Method of obtaining nanosized metal oxides from organometallic precursors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012154442/05A RU2526552C1 (en) 2012-12-17 2012-12-17 Method of obtaining nanosized metal oxides from organometallic precursors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012154442A RU2012154442A (en) 2014-08-10
RU2526552C1 true RU2526552C1 (en) 2014-08-27

Family

ID=51354740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012154442/05A RU2526552C1 (en) 2012-12-17 2012-12-17 Method of obtaining nanosized metal oxides from organometallic precursors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2526552C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2770539C2 (en) * 2017-07-19 2022-04-18 Карма Flexible barrier membrane and method for producing flexible barrier membrane

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2353573C2 (en) * 2006-12-18 2009-04-27 Институт электрофизики Уральского отделения РАН Method for obtaining nanopowder and device for its realisation
WO2011008778A2 (en) * 2009-07-14 2011-01-20 University Of Massachusetts Metal and metal oxide structures and preparation thereof
US20110149473A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-23 Eilertsen Thor E Energy storage in edlcs by utilizing a dielectric layer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2353573C2 (en) * 2006-12-18 2009-04-27 Институт электрофизики Уральского отделения РАН Method for obtaining nanopowder and device for its realisation
WO2011008778A2 (en) * 2009-07-14 2011-01-20 University Of Massachusetts Metal and metal oxide structures and preparation thereof
US20110149473A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-23 Eilertsen Thor E Energy storage in edlcs by utilizing a dielectric layer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MOTOAKI ADACHI, et. al, Nanoparticle formation mechanism in CVD reactor with ionization of source vapor, Journal of Nanoperticle Research 2003, v. 5 (1-2), p.p. 31-37 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2770539C2 (en) * 2017-07-19 2022-04-18 Карма Flexible barrier membrane and method for producing flexible barrier membrane

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012154442A (en) 2014-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lin et al. Microplasma: a new generation of technology for functional nanomaterial synthesis
EP1515798B1 (en) Process for preparing nanostructured materials of controlled surface chemistry
Lee et al. Preparation of nonaggregated silver nanoparticles by the liquid phase plasma reduction method
Wang et al. Enhanced hydrogen production from water on Pt/g-C3N4 by room temperature electron reduction
Kim et al. A novel synthetic method for N doped TiO2 nanoparticles through plasma-assisted electrolysis and photocatalytic activity in the visible region
Alexandrescu et al. TiO2 nanosized powders by TiCl4 laser pyrolysis
Burakov et al. Synthesis and modification of molecular nanoparticles in electrical discharge plasma in liquids
Lin et al. Plasma-electrochemical synthesis of europium doped cerium oxide nanoparticles
Senthilkumar et al. Synthesis of zinc oxide nanoparticles by dc arc dusty plasma
Wang et al. Synthesis of ultrafine silicon carbide nanoparticles using nonthermal arc plasma at atmospheric pressure
Tsumaki et al. Size-controlled sub-micrometer spheroidized ZnO particles synthesis via plasma-induced processing in microdroplets
Kumar et al. Synthesis of silver metal nanoparticles through electric arc discharge method: a review
RU2526552C1 (en) Method of obtaining nanosized metal oxides from organometallic precursors
Di et al. Preparation of copper nanoparticles using dielectric barrier discharge at atmospheric pressure and its mechanism
Smirnova et al. Plasma-solution synthesis of iron (III) oxide
KR101460755B1 (en) manufacturing method of silver nano fluid using liquid phase plasma reaction
Pulišová et al. Thermal behaviour of titanium dioxide nanoparticles prepared by precipitation from aqueous solutions
JP6182264B2 (en) Method for producing a colloidal solution of nanoscale carbon
RU2460689C1 (en) Method of making boron-silicon-containing nanoparticles
Ntozakhe et al. Pyrolysis of carbon-doped ZnO nanoparticles for solar cell application
RU2264888C2 (en) Nano-dispersed oxide powder production method
Wu et al. The gas nucleation process study of anatase TiO2 in atmospheric non-thermal plasma enhanced chemical vapor deposition
Kholodnaya et al. Obtaining Silicon Oxide Nanoparticles Doped with Fluorine and Gold Particles by the Pulsed Plasma‐Chemical Method
Bishwakarma et al. Strategies for Synthesizing Metal Oxide Nanoparticles and the Challenges
Huh et al. One-Pot Synthesis of Copper Nanoparticles Using Underwater Plasma

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171218