Кинетические параметры процесса термического разложения нанопорошка гидроксида кобальта при изотермических условиях
Авторы: Нгуен Т.Х.
Опубликовано в выпуске: #11(107)/2020
DOI: 10.18698/2308-6033-2020-11-2035
Раздел: Металлургия и материаловедение | Рубрика: Нанотехнологии и наноматериалы
В работе исследованы кинетические параметры процесса получения нанопорошка Со3О4 термическим разложением гидроксида кобальта Со(OН)2 в изотермических условиях. Процесс термического разложения нанопорошка Co(OH)2 проводили в трубчатой печи в интервале температур 150…200 °С. Установлено, что константа скорости термического разложения при 200 °C примерно в 2,7 раза больше, чем в случае разложения при 150 °С, соответственно; за 80 мин термического разложения процесс ускоряется в 1,8 раза. Энергия активации данного процесса приблизительно равна 33 кДж/моль, что свидетельствует о смешанном режиме реагирования. Показано, что полученные при температуре максимальной скорости термического разложения (180 °С) наночастицы Co3O4 главным образом состоят из агрегатов вытянутой овоидной и игольчатой формы с частицами, средний размер которых составляет 47 нм, их длина достигает 200 нм.
Литература
[1] Syam Sundar L., Singh Manoj K., Antonio Pereira M.B., Antonio Sousa C.M. The Cobalt Oxide-Based Composite Nanomaterial Synthesis and Its Biomedical and Engineering Applications. Cobalt Compounds and Applications, 2019, pp. 1‒19. DOI: 10.5772/intechopen.88272
[2] Hafeez M., Shaheen R., Akram B., et al. Green synthesis of cobalt oxide nanoparticles for potential biological applications. Mater. Res. Express, 2020, vol. 7, no. 2, art. 025019. DOI: 10.1088/2053-1591/ab70dd
[3] Bhushan B. Springer Handbook of Nanotechnology. 4th edition. Berlin, Springer-Verlag Heidelberg, 2017, 1500 p.
[4] Dahman Y. Nanotechnology and Functional Materials for Engineers. 1st edition. Elsevier, Health Sciences Division, 2017, 282 p.
[5] Adekunle A.S., John Oyekunle A.O., Durosinmi L.M., et al. Potential of cobalt and cobalt oxide nanoparticles as nanocatalyst towards dyes degradation in wastewater. Nano-Structures & Nano-Objects, 2020, vol. 21, art. 100405. DOI: 10.1016/j.nanoso.2019.100405
[6] Ghaem E.N., Dorranian D., Sari A.H. Characterization of cobalt oxide nanoparticles produced by laser ablation method: Effects of laser fluence. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 2020, vol. 115, art. 113670. DOI: 10.1016/j.physe.2019.113670
[7] Shatrova N., Yudin A., Levina V., Novakova V., Dzidziguri E., Kuznetsov D., Perov N., Issi J. Characteristics of Co3O4 and cobalt nanostructured microspheres: Morphology, structure, reduction process, and magnetic properties. Materials Research Bulletin, 2018, vol. 99, pp. 189‒195. DOI: 10.1016/j.materresbull.2017.11.017
[8] Новакова А., Должикова А.В., Шатрова Н.В., Левина В.В. Структура частиц металлического кобальта, формирующихся при восстановлении микросфер Сo3O4, полученных методом пиролиза ультразвуковых аэрозолей. Вестник Московского Университета. Серия 3. Физика. Астрономия, 2017, № 4, c. 22‒26.
[9] Нгуен В.М., Конюхов Ю.В., Рыжонков Д.И. Исследование влияния электромагнитного поля и энергомеханической обработки на процесс получения наноразмерных порошков металлического кобальта восстановлением водородом. Известия вузов. Черная металлургия, 2018, т. 61, № 2, с. 96‒101. DOI: 10.17073/0368-0797-2018-2-96-101
[10] Ryzhonkov D.I., Konyukhov Y.V., Nguyen V.M. Kinetic regularities and mechanisms of hydrogen reduction of nanosized oxide materials in thin layers. Nanotechnologies in Russia, 2017, vol. 12, no. 11-12, pp. 620‒626. DOI: 10.1134/S1995078017060076
[11] Рыжонков Д.И., Арсентьев П.П., Яковлев В.В. Теория металлургических процессов. Москва, Металлургия, 1989, 392 c.
[12] Нгуен Т.Х., Нгуен В.М. Влияние поверхностно-активных веществ на дисперсность нанопорошков железа, кобальта и никеля. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия, 2020, № 1, c. 22‒28. DOI: 10.17073/1997-308X-2020-22-28
[13] Конюхов Ю.В., Нгуен В.М., Рыжонков Д.И. Кинетические закономерности процессов водородного восстановления нанопорошка α-Fe2O3 при энерго-механической обработке в электромагнитном поле. Физика и химия обработки материалов, 2018, № 1, c. 66‒74.
[14] Колпакова Н.А., Романенко С.В., Колпаков В.А. Сборник задач по химической кинетике. Томск, Издательство ТПУ, 2008, 280 с.
[15] Schmalzried H. Chemical Kinetics of Solids. Weinheim, VCH, 1995, 433 p.