СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ НА ПРИМЕРЕ PbWO4

Соколенко И.В.

Аспирант, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

Работа выполнена в рамках гранта РФФИ, договор № НК 14-02-31050\14 от 12 марта 2014 года

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ НА ПРИМЕРЕ PbWO₄

Аннотация

В данной работе рассматривается усовершенствованный метод получения ультрадисперсных порошков нерастворимых неорганических соединений путем титрования раствора одного из компонентов обменной реакции раствором другого.

Ключевые слова: наноматериалы, кристаллы, вольфрамат свинца.

Sokolenko I.B.

Graduate student, Belgorod state technological university named after V.G. Shoukhov

THE METHOD OF OBTAINING OF NANO-CRYSTALLINE POWDERS FOR EXAMPLE OF PbWO₄

Abstract

In this paper deals with an advanced method of obtaining ultradisperse powders of insoluble inorganic compounds by titration of the solution of one of the components of metabolic reactions solution of the other.

Keywords: nanomaterials, crystals, lead tungstate.

Вопросы наноструктурирования материалов в последнее время все чаще затрагиваются в исследованиях в области материаловедения. Это связано с тем, что уменьшение размера кристаллитов рассматривают как эффективный метод изменения свойств твёрдого тела.

На базе Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова уже разработаны основы создания функциональных нанодисперсных наполнителей и нанокомпозитов на их основе, в том числе стойких к космическому воздействию [1-14].

В данной работе рассматривается усовершенствованный метод получения ультрадисперсных порошков нерастворимых неорганических соединений путем титрования раствора одного из компонентов обменной реакции раствором другого. Разработанный способ характеризуется простотой, дешевизной, высокими воспроизводимостью и скоростью выхода продукта по сравнению с известными методиками [15].

В качестве исходных реагентов использовались следующие соединения: Na₂WO₄ ∙2H₂O, Pb(CH₃COO)₂ ∙3H₂O. Подготовка исходных растворов заключалась в приготовлении водно-спиртовых и водно-ацетоновых смесей и дальнейшего растворения в этих жидкостях солей-реагентов. Получение вольфрамата свинца основывалось на обменной реакции:

       (1)

В ходе исследований изучалось образование как можно более дисперсной и равномерной по размерам частиц фазы PbWO₄ в зависимости от варьирования различных факторов. В частности, в ходе экспериментов использовались в различных комбинациях 2,5, 5, 10 % растворы Na₂WO₄ и 5, 10, 20 % растворы Pb(CH₃COO)₂, растворенных в дистиллированной воде, этаноле либо ацетоне концентрацией 20, 40, 50 об. %.

В ходе проведенных исследований был разработан простой и эффективный способ получения нанокристаллических нерастворимых неорганических соединений путем проведения обменной реакции и осаждения из раствора. Это было достигнуто благодаря использованию 40-50 % этанола для приготовления растворов исходных солей. Разработанный способ характеризуется высокими простотой, дешевизной, воспроизводимостью, скоростью выхода продукта.

Литература

1. Павленко В.И., Акишин А.И., Едаменко О.Д., Ястребинский Р.Н., Тарасов Д.Г., Черкашина Н.И. Явления электризации диэлектрического полимерного композита под действием потока высокоэнергетических протонов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. № 4-3. С. 677-681.
2. Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. Влияние вакуумного ультрафиолета на микро- и наноструктуру поверхности модифицированных полистирольных композитов // Перспективные материалы. 2013. № 3. С. 14-19.
3. Павленко В.И., Заболотный В.Т., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. Влияние вакуумного ультрафиолета на поверхностные свойства высоконаполненных композитов // Физика и химия обработки материалов. 2013. № 2. С. 19-24.
4. Павленко В.И., Новиков Л.С., Бондаренко Г.Г., Черник В.Н., Гайдар А.И., Черкашина Н.И., Едаменко О.Д. Экспериментальное и физико-математическое моделирование воздействия набегающего потока атомарного кислорода на высоконаполненные полимерные композиты // Перспективные материалы. 2012. № 4. С. 92-98.
5. Павленко В.И., Едаменко О.Д., Ястребинский Р.Н., Черкашина Н.И. Радиационно-защитный композиционный материал на основе полистирольной матрицы // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2011. - №3. - С. 113-116.
6. Черкашина Н.И. Моделирование воздействия космического излучения на полимерные композиты с применением программного комплекса GEANT4 //Современные проблемы науки и образования. 2012. № 3. С. 122.
7. Черкашина Н.И., Павленко В.И. Перспективы создания радиационно-защитных полимерных композитов для космической техники в Белгородской области // В сборнике: Белгородская область: прошлое, настоящее, будущее Материалы областной научно-практической конференции в 3-х частях. 2011. С. 192-196.
8. Черкашина Н.И., Павленко В.И., Едаменко А.С., Матюхин П.В. Исследование влияния вакуумного ультрафиолета на морфологию поверхности нанонаполненных полимерных композиционных материалов в условиях, приближённых к условиям околоземного космического пространства // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 130.
9. Черкашина Н.И. Воздействие вакуумного ультрафиолета на полимерные нанокомпозиты // В сборнике: Инновационные материалы и технологии (ХХ научные чтения) Материалы Международной научно-практической конференции. 2010. С. 246-249.
10. Павленко В.И., Прозоров В.В., Лебедев Л.Л., Слепоконь Ю.И., Черкашина Н.И. Повышение эффективности антикоррозионной обработки ядерного энергетического оборудования путем пассивации в алюминийсодержащих растворах // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2013. Т. 56. № 4. С. 67-70.
11. Pavlenko V.I., Cherkashina N.I., Edamenko O.D., Novikov L.S., Chernik V.N., Bondarenko G.G., Gaidar A.I. Experimental and physicomathematical simulation of the effect of an incident flow of atomic oxygen on highly filled polymer composites // Inorganic Materials: Applied Research. 2013. Т. 4. № 2. С. 169-173.
12. Ястребинский Р.Н., Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Ястребинская А.В., Черкашина Н.И. Модифицированные железооксидные системы – эффективные сорбенты радионуклидов // Перспективные материалы. 2013. № 5. С. 39-43.
13. Черкашина Н.И., Карнаухов А.А., Бурков А.В., Сухорослова В.В. Синтез высокодисперсного гидрофобного наполнителя для полимерных матриц // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 6. С. 156-159.
14. Павленко В.И., Черкашина Н.И., Сухорослова В.В., Бондаренко Ю.М. Влияние содержания кремнийорганического наполнителя на физико-механические и поверхностные свойства полимерных композитов // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 95.
15. Патент CN № 101684003, 31.03.2010. Yuanlin Zhou, Kaiping Song, Ying Xiong. Mass production method of nano-PbWO₄ // Патент Китай № 200810168578. 2008.