×
13.01.2017
217.015.7f35

МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области создания новых структурированных гибридных металлополимерных нанокомпозиционных материалов на основе электроактивных полимеров с системой полисопряжения и магнитных наночастиц Со и может быть использовано в системах магнитной записи информации, органической электронике и электрореологии, медицине, при создании электромагнитных экранов, контрастирующих материалов для магниторезонансной томографии, микроэлектромеханических систем, перезаряжаемых батарей, сенсоров и биосенсоров, суперконденсаторов, электрокатализаторов, солнечных батарей, дисплеев и других электрохимических устройств. Описаны металлополимерный дисперсный магнитный материал, содержащий полимерную матрицу, в которой диспергированы наночастицы кобальта, в котором полимерная матрица состоит из полифеноксазина при содержании наночастиц кобальта 1÷50 мас. % и способ получения металлополимерного дисперсного магнитного материала путем ИК-нагрева прекурсора, полученного из полимерной матрицы и соли кобальта, в котором для получения материала прекурсор получают совместным растворением полифеноксазина и соли кобальта в органическом растворителе с последующим удалением растворителя при температуре 60-100°С, а ИК-нагрев осуществляют в атмосфере аргона при температуре 200-700°С в течение 2-30 мин. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 13 ил., 23 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области создания новых структурированных гибридных металлополимерных нанокомпозиционных материалов на основе электроактивных полимеров с системой полисопряжения и магнитных наночастиц Со и может быть использовано в системах магнитной записи информации, органической электронике и электрореологии, медицине, при создании электромагнитных экранов, контрастирующих материалов для магниторезонансной томографии, микроэлектромеханических систем, перезаряжаемых батарей, сенсоров и биосенсоров, суперконденсаторов, электрокатализаторов, солнечных батарей, дисплеев и других электрохимических устройств.

Интерес к гибридным наноматериалам обусловлен тем, что они обладают новыми или улучшенными физико-химическими свойствами. Физические свойства нанодисперсных систем принципиально отличаются от свойств массивных образцов из тех же материалов благодаря тому, что по мере уменьшения размеров частиц растет отношение общей площади поверхности частиц к их суммарному объему.

Проявившийся в последнее десятилетие интерес к гибридным наноматериалам, включающим электроактивные полимеры с системой полисопряжения, связан с тем, что они способны проявлять превосходные электрические, магнитные и электрохимические свойства. Такие наноматериалы сочетают в себе преимущества тонкодисперсных систем и органических проводников.

В литературе имеются немногочисленные сведения, касающиеся магнитных нанокомпозиционных материалов (нанокомпозитов), в которых магнитные наночастицы диспергированы в полимерной матрице. Они относятся к периоду 2004-2014 г. г. Как правило, в качестве полимерного компонента используется полианилин (ПАНи), занимающий особое место среди проводящих полимеров благодаря простоте синтеза, легкости проведения процессов допирования-дедопирования, стабильности свойств. В частности, полимеризацией анилина в присутствии наночастиц Fe3O4 с использованием в качестве окислителя Н2О2 получены нанокомпозиты Fe3O4/ПАНи [1]. Нанокомпозиты ферромагнитны, намагниченность насыщения MS составила 6.2 Гс·см3/г.

Нанокомпозиты на основе ПАНи и наночастиц Fe3O4 получены при полимеризации анилина в смеси растворов хлоридов двух- и трехвалентного железа [2, 3]. При этом одновременно происходит рост полимерной цепи ПАНи и синтез наночастиц магнетита. Проводимость нанокомпозита ~10-4 См/см. Намагниченность насыщения MS=48.4-80.4 Гс·см3/г.

Осуществление in situ окислительной полимеризации анилина в нейтральной среде в присутствии наночастиц Fe3O4 с использованием в качестве окислителя персульфата аммония при ультразвуковом воздействии приводит к получению нанокомпозитов ПАНи с гомогенно диспергированными в нем наночастицами Fe3O4 [4]. Наночастицы Fe3O4 получали соосаждением солей железа (II) и (III) в водном растворе поливинилпирролидона при ультразвуковом перемешивании. Диаметр наночастиц ~10 нм. С увеличением содержания наночастиц Fe3O4 падает проводимость и растет намагниченность насыщения. Так увеличение содержания Fe3O4 от 7 до 60% приводит к снижению о от 6.4×10-2 до 7.0×10-4 См/см и увеличению намагниченности насыщения MS от 0.06 до 30.6 Гс·см3/г.

Наноструктурированный материал на основе ПАНи и наночастиц гематита, обладающий электрическими и магнитными свойствами при комнатной температуре, получен в присутствии нафталинсульфоновой кислоты в качестве допанта [5]. В зависимости от условий синтеза образуются нанотрубки или наностержни ПАНи диаметром 80-100 нм, содержащие наночастицы Fe3O4 (d ~ 10 нм). При содержании Fe3O4 20% вес. проводимость материала σ составила 10-2 См/см, намагниченность насыщения MS=6 Гс·см3/г.

Нанокомпозиты, представляющие собой наностержни ПАНи длиной 600 нм и диаметром 80 нм с закрепленными наночастицами магнетита синтезированы методом самосборки в присутствии додецилбензолсульфоновой кислоты, выступающей в качестве допанта и поверхностно-активного вещества. Полученные нанокомпозиты термостабильны и являются суперпарамагнетиками [6]. Суперпарамагнитные свойства демонстрируют нанокомпозиты γ-Fe2O3/ПАНи, синтезированные с использованием метода обращенных мицелл в системе толуол/Na-додецилсульфат/вода [7].

С использованием наночастиц Fe3O4 синтезированы нанокомпозиты на основе сульфированного ПАНи в условиях окислительной сополимеризации анилина с 2,5-диаминобензолсульфокислотой или 2-аминобензолсульфокислотой [8]. Нанокомпозиты показывают ферромагнитное поведение при комнатной температуре. Намагниченность насыщения MS=0.98 и 0.29 Гс·см3/г, остаточная намагниченность MR=0.37 и 0.06 Гс·см3/г для нанокомпозитов на основе 2-амино- и 2,5-диаминобензолсульфокислоты, соответственно. Наличие наночастиц Fe3O4, встроенных в матрицу полимера, делает структуру более упорядоченной. Эти же авторы получили нанокомпозиты сульфированного ПАНи путем окислительной сополимеризации анилина и 5-амино-2-нафталин- или 1-амино-5-нафталинсульфокислоты в присутствии наночастиц Fe3O4 [9]. Наличие отрицательно заряженных ионных заместителей повышает стабильность полимера благодаря эффекту самодопирования. Размеры наночастиц магнетита 10-15 нм. Так же, как и в [8], нанокомпозиты ферромагнитны при комнатной температуре. Однако намагниченность насыщения существенно выше и составляет MS=9.7 Гс·см3/г. Проводимость нанокомпозита σ~0.5 См/см выше проводимости полианилина σ~10-3 См/см.

Перемалыванием смеси ПАНи и 10 масс. % частиц α-Fe диаметром 30 мкм в течение 20 ч. в шаровой мельнице в криогенных условиях при Т=-150°С получен нанокомпозит, в котором нанокристаллические частицы α-Fe диаметром 10-25 нм равномерно диспергированы в матрице полианилина [10]. При этом образуется большое количество однодоменных частиц α-Fe, что приводит к увеличению коэрцитивной силы HC от 36 до 206 Э.

Наиболее близкими к предложенным являются металлополимерный дисперсный магнитный материал на основе ароматического производного ПАНи - полидифениламина (ПДФА) и наночастиц Со и способ получения этого магнитного материала в процессе термических превращений полимера в присутствии кобальта (II) уксуснокислого (ацетата кобальта) в условиях ИК нагрева [11]. Магнитные наночастицы имеют размеры 2<d<8 нм, обеспечивающие выполнение критерия однодоменности. Коэффициент прямоугольности петли гистерезиса кп=0.08-0.016, что свидетельствует о значительной доле суперпарамагнитных частиц кобальта. После непродолжительного окисления нанокомпозита в токе воздуха при температуре 412°С наблюдается значительное падение намагниченности насыщения MS, сопровождающееся уменьшением коэрцитивной силы НC и остаточной намагниченности MR. Можно предположить, что часть наночастиц Со окисляется полностью, а часть наиболее крупных частиц сохраняет не окисленный Со под оксидной оболочкой, причем размеры ядра близки к размерам, характерным для суперпарамагнитного состояния.

Недостатком известного материала и способа является низкая намагниченность насыщения - не выше 22.23 Гс·см3/г, недостаточная термостабильность нанокомпозита Со/ПДФА в инертной среде (не превышает 79% при 900°С). Кроме того, ПДФА проявляет электроактивность только в узком диапазоне рН 1-3, что ограничивает возможности применения материала на его основе. При этом за время менее 10 мин наноструктурированный композитный материал Со/ПДФА не успевает формироваться, а увеличение времени синтеза до 90 мин мало влияет на структуру нанокомпозита.

Задача предлагаемого изобретения заключается в создании гибридного металлополимерного нанокомпозитного дисперсного магнитного материала с суперпарамагнитными свойствами, высокой однородностью, термостойкостью (термостабильностью) и намагниченностью насыщения, и разработке простого и эффективного способа его получения.

Поставленная задача решается тем, что предложен металлополимерный дисперсный магнитный материал, в котором наночастицы Со диспергированы в полимерной матрице полифеноксазина (ПФОА) при содержании наночастиц Со в материале 1÷50 масс. % от массы ПФОА без учета кислотного остатка.

ПФОА представляет собой полулестничный гетероциклический аморфный полимер, содержащий, наряду с атомами азота, атомы кислорода, участвующие в общей системе полисопряжения. Полимер имеет молекулярную массу Mw=6000÷80000 и следующую структуру:

Поставленная задача также решается тем, что в способе получения металлополимерного дисперсного магнитного материала путем ИК-нагрева полимерной матрицы в присутствии соли Со, прекурсор получают совместным растворением ПФОА и соли Со в органическом растворителе с последующим удалением растворителя при Т=60-100°С, а ИК-нагрев осуществляют в атмосфере Ar при Т=200-700°С в течение 2-30 мин.

ПФОА предпочтительно получают одним из двух способов. По первому из них его получают окислительной полимеризацией в межфазном процессе, в котором осуществляют взаимодействие мономера, находящегося в органической фазе, и окислителя, находящегося в водной фазе, при соотношении объемов водной и органической фаз - 1:2, и рост полимера на границе раздела фаз.

По второму окислительную полимеризацию ведут в гомогенной среде после смешения раствора мономера в спирте (изопропиловом, или метиловом, или этиловом, или трет-бутиловом) и водного раствора окислителя.

В качестве соли Со могут использовать его ацетат Со(ООССН3)2·4H2O или ацетилацетонат Со(СН3СОСН=С(СН3)O)2, или карбонат CoCO3·6H2O, или нитрат Co(NO3)2·6H2O.

В качестве органического растворителя могут использовать диметилформамид (ДМФА), диметилсульфоксид (ДМСО) или N-метилпирролидон.

Межфазный процесс разработан авторами изобретения для окислительной полимеризации дифениламина и фенотиазина. При межфазной окислительной полимеризации реагенты - мономер и окислитель распределены в двух несмешивающихся фазах: мономер в неионизированной форме находится в органической фазе, а окислитель - в водной фазе; рост полимера осуществляется на границе раздела фаз (Фиг. 1).

На Фиг. 1:

1 - мономер,

2 - окислитель,

3 - межфазная поверхность,

4 - органическая фаза,

5 - водная фаза.

Варьирование органических растворителей (органической фазы) позволяет использовать целый ряд ранее не доступных мономеров, не растворимых в водных растворах кислот, а выделение окислителя и кислоты в отдельную фазу дает возможность менять их тип и концентрацию, не разрушая малоустойчивые продукты окисления. Поскольку процесс окисления протекает на межфазной поверхности, отпадает необходимость в постепенном дозировании реагентов, характерном, в частности, для синтеза полианилина.

Для синтеза ПФОА в межфазном процессе мономер - феноксазин растворяют в органическом растворителе или смеси органических растворителей (например, толуола и изопропилового спирта), а окислитель (например, персульфат аммония) - в воде. Соотношение объемов водной и органической фаз составляет 1:2. Растворы органической и водной фаз смешивают сразу без постепенного дозирования реагентов. По окончании синтеза полученный продукт осаждают, удаляют остатки реагентов и сушат.

Для синтеза ПФОА окислительной полимеризацией в водных растворах спиртов (изопропиловый, метиловый, этиловый или трет-бутиловый) мономер - феноксазин растворяют в спирте, а окислитель (например, персульфат аммония) - в воде. К раствору мономера в спирте добавляют водный раствор персульфата аммония. По завершении синтеза из полученного продукта удаляют остатки реагентов и сушат его.

Для синтеза нанокомпозита Со/ПФОА готовят совместный раствор ПФОА и соли кобальта - ацетата Со(ООССН3)2·4H2O, ацетилацетоната, карбоната или нитрата - в диметилформамиде (ДМФА). Концентрация ПФОА в растворе ДМФА составляет 2 масс. %, содержание кобальта [Со]=1-50 масс. % относительно массы полимера без учета кислотного остатка. После удаления растворителя при Т=60-100°С остаток подвергают ИК-излучению с использованием автоматизированной установки ИК-нагрева [12] в атмосфере Ar при Т=200-700°С в течение 2-30 мин.

Образование нанокомпозита Со/ПФОА с содержанием кобальта 1-50 масс. % от массы полимера подтверждено данными просвечивающей электронной микроскопии, ИК-спектроскопии и рентгеноструктурного исследования, представленными на фиг. 2-9, где I - интенсивность, 2θ - угол, I/I0 - соотношение интенсивностей падающего и прошедшего излучения, ν - частота излучения.

При ИК нагреве ПФОА в присутствии солей Со в инертной атмосфере при температуре образца Т=200-700°С одновременно происходит рост полимерной цепи за счет конденсации олигомеров феноксазина и дегидрирование фениленаминовых структур с образованием сопряженных связей C=N.

По данным ИК-спектроскопии (фиг. 2) о росте полимерной цепи свидетельствует уменьшение интенсивности полосы поглощения при 739 см-1, относящейся к неплоским деформационным колебаниям связей δС-Н 1,2-замещенного бензольного кольца концевых групп, т.е. заметно уменьшается количество концевых групп полимера. Полосы поглощения при 869 и 836 см-1 обусловлены неплоскими деформационными колебаниями связей δС-Н 1,2,4-замещенного бензольного кольца. Наличие этих полос свидетельствует о том, что рост полимерной цепи протекает по типу С-С-присоединения в пара-положении фенильных колец по отношению к азоту. Об образовании сопряженных связей C=N свидетельствует сдвиг и уширение полос при 1587 и 1483 см-1, соответствующие валентным колебаниям связей νC-C в ароматических кольцах. Полоса поглощения при 3380 см-1, соответствующая валентным колебаниям связей vN-H в фениленаминовых структурах, практически исчезает. Появляется полоса поглощения при 3420 см-1, связанная с водой (фиг. 3). Регистрацию ИК-спектров выполняют на ИК-Фурье спектрометре «IFS 66v» в области 4000-400 см-1 и обрабатывают по программе Soft-Spectra. Образцы готовят в виде таблеток, прессованных с KBr.

Выделяющийся при этом водород способствует восстановлению Со2+ до Со°. В результате формируется наноструктурированный композитный материал, в котором наночастицы Со диспергированы в полимерной матрице. На дифрактограмме нанокомпозита Со/ПФОА идентифицируются пики отражения наночастиц α-Со с гексагональной плотноупакованной решеткой и β-Со с кубической гранецентрированной решеткой, а также наночастиц СоО (фиг. 4). Рентгеноструктурные исследования проводят при комнатной температуре на рентгеновском дифрактометре «Дифрей» с фокусировкой по Бреггу-Брентано на CrKα-излучении.

По результатам рентгеноструктурного анализа рассчитано распределение по размерам кристаллитов Со. На фиг. 5 представлено распределение по размерам областей когерентного рассеяния (ОКР) в наночастицах Со. Кривые распределения по размерам кристаллитов Со достаточно узкие. Около 90-95% кристаллитов имеют размеры до 5 нм.

Остаточная намагниченность материала MR составляет до 3 Гс·см3/г, коэрцитивная сила HC - до 134 Э (фиг. 6). Намагниченность насыщения заявленного материала - MS=22÷73 Гс·см3/г. Константа прямоугольности петли гистерезиса кп, представляющая собой отношение остаточной намагниченности MR к намагниченности насыщения MS, составляет до 0.12, что подтверждает его суперпарамагнитные свойства. Полученная величина MR/MS характерна для одноосных, однодоменных частиц. Магнитные характеристики исследуют на вибрационном магнитометре [13] при комнатной температуре. Абсолютную величину магнитного момента определяют по кобальтовому эталону массой 2 мг.

Такие нанокомпозитные материалы могут быть использованы в системах магнитной записи информации, медицине, для создания электромагнитных экранов, электрокатализаторов, контрастирующих материалов для магниторезонансной томографии и др.

По данным просвечивающей электронной микроскопии наночастицы Со имеют размеры 4<d<14 нм (фиг. 7-9). Микрофотографии получают на просвечивающем электронном микроскопе LEO912 АВ OMEGA.

В инертной среде при температуре образца в интервале 480-700°С и длительности ИК нагрева 2-10 мин при концентрациях кобальта по загрузке [Со] меньше 30 масс. % регистрируются только наночастицы металлического Со. Чтобы предотвратить образование СоО при температурах 200-450°С, ИК-нагрев проводят в интервале 20-30 мин, а при концентрациях кобальта по загрузке [Со]=30÷50 масс. % - в области температур 550-700°С для полного восстановления СоО до Со (фиг. 10).

За время менее 2 мин наноструктурированный композитный материал не успевает формироваться, а увеличение времени синтеза более 30 мин мало влияет на структуру нанокомпозита.

При температуре ниже 200°С нанокомпозит не образуется, а при температуре выше 700°С нет необходимости проводить синтез, в нанокомпозите присутствуют только наночастицы Со. При этом увеличение температуры выше 700°С приводит к образованию более крупных наночастиц Со.

Нанокомпозит Со/ПФОА характеризуется исключительно высокой термостабильностью (фиг. 11). 7%-ная потеря массы происходит из-за присутствия влаги в нанокомпозите (фиг. 12). После удаления влаги масса нанокомпозита не изменяется вплоть до 300°С. В инертной среде наблюдается постепенная потеря массы и при 1000°С остаток составляет 75%. Термический анализ осуществляют на приборе TGA/DSC1 фирмы "Mettler Toledo" в динамическом режиме в интервале 30-1000°С на воздухе и в токе азота. Навеска полимеров - 100 мг, скорость нагревания 10 град/мин, ток азота - 10 мл/мин. В качестве эталона используют прокаленный оксид алюминия. Анализ образцов проводят в тигле AI2O3. ДСК-анализ проводят на калориметре DSC823e фирмы "Mettler Toledo". Нагрев образцов осуществляют со скоростью 10 град/мин, в атмосфере аргона при его подаче 70 мл/мин. Обработка результатов измерения проводят с помощью сервисной программы STARe, поставляемой в комплекте с прибором.

В выбранных условиях формируется гибридный наноструктурированный композитный материал, в котором наночастицы Со гомогенно диспергированы в электроактивной полимерной матрице. Полимер сохраняет электроактивность в широком диапазоне значений рН 1-9 (фиг. 13). Металлополимерный нанокомпозит Со/ПФОА представляет собой черный порошок, нерастворимый в органических растворителях. Такие нанокомпозитные материалы могут быть использованы в органической электронике и электрореологии для создания микроэлектромеханических систем, перезаряжаемых батарей, сенсоров и биосенсоров, суперконденсаторов, солнечных батарей, дисплеев и других электрохимических устройств.

Новизна предлагаемых методов и подходов к созданию гибридного дисперсного магнитного материала определяется тем, что впервые полимерный компонент нанокомпозита представляет собой термостойкий электроактивный гетероциклический полимер ПФОА.

Преимущества предложенного материала и способа:

1. Предлагаемый одностадийный метод формирования металлополимерного нанокомпозитного материала в условиях ИК-нагрева прекурсора на основе ПФОА и солей Со позволяет получать наночастицы Со различного состава, размеры которых отвечают критерию однодоменности (4<d<14 нм), обусловливающие суперпарамагнитное поведение нанокомпозитного материала. Константа прямоугольности петли гистерезиса кп, представляющая собой отношение остаточной намагниченности MR к намагниченности насыщения MS, составляет 0÷0.12. Остаточная намагниченность материала MR составляет 0÷3 Гс·см3/г, коэрцитивная сила -HC=0÷134 Э. Намагниченность насыщения заявленного материала - MS=22÷73 Гс·см3/г.

2. Формирование гибридного наноматериала осуществляется в инертной атмосфере под действием некогерентного ИК-излучения в импульсном режиме, что позволяет исключить сложное оборудование и существенно снизить энергозатраты.

3. Так как ПФОА сохраняет электроактивность в широком диапазоне рН, нанокомпозит на его основе может быть использован для создания электрохимических устройств, например сенсоров и биосенсоров, перезаряжаемых батарей, суперконденсаторов.

4. Высокая термостабильность нанокомпозита определяется высокой термической и термоокислительной стабильностью ПФОА. Высокая термостабильность полимерной матрицы на воздухе (до 330-420°С) и в инертной атмосфере (при 1000°С остаток составляет 75-83%) обеспечивает возможность использования предложенного нанокомпозитного дисперсного материала Со/ПФОА в высокотемпературных процессах, например в качестве катализаторов Фишера-Тропша.

Авторами предложенного изобретения впервые получены гибридные металлополимерные нанокомпозитные дисперсные магнитные материалы, в которых наночастицы Со гомогенно диспергированы в термостойкой полимерной матрице ПФОА.

Примеры получения металлополимерного нанокомпозитного дисперсного материала. Характеристики полученных по примерам нанокомпозитных материалов: содержание Со, размеры наночастиц Со, термостойкость и магнитные характеристики (намагниченность насыщения MS, остаточная намагниченность MR, константа прямоугольности петли гистерезиса кп=MR/MS, коэрцитивная сила HC) приведены в таблице.

Пример 1

Для синтеза ПФОА в межфазном процессе 0.2 моль/л (4.40 г) феноксазина растворяют в смеси органических растворителей - толуола (48 мл) и изопропилового спирта (32 мл) в объемном отношении 1.5: 1.0, а 0.25 моль/л (6.84 г) персульфата аммония - в воде (40 мл). Соотношение объемов водной и органической фаз составляет 1:2. Растворы органической и водной фаз смешивают сразу без постепенного дозирования реагентов. Процесс осуществляют при интенсивном перемешивании с помощью электронной мешалки с верхним приводом RW 16 Basic компании "Ika Werke" в узкой цилиндрической круглодонной двугорлой колбе (для увеличения эффективности перемешивания) при 0°С в течение 3 ч. По окончании синтеза реакционный раствор осаждают сначала в пятикратный избыток смеси метанола и дистиллированной воды в объемном отношении 1.5:1.0 (400 мл), затем в изопропиловый спирт (400 мл). Полученный продукт отфильтровывают и многократно промывают дистиллированной водой для удаления остатков реагентов и сушат под вакуумом до постоянной массы. Выход ПФОА составляет 4.02 г (91.36%).

В кристаллизационной чашке объемом 100 мл в 15 мл ДМФА растворяют 0.2 г ПФОА, полученного в межфазном процессе, и 0.0845 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=10 масс. % относительно массы полимера). После удаления растворителя при Т=85°С прекурсор, состоящий из ПФОА и ацетата кобальта, подвергали ИК-излучению с использованием автоматизированной установки ИК-нагрева [14] в атмосфере Ar при Т=500°С в течение 10 мин.

Пример 2

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.4225 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=50 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=700°С.

Пример 3

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.04225 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=5 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению в течение 5 мин.

Пример 4

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.12675 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=15 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=620°С.

Пример 5

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.169 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=20 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=300°С в течение 2 мин.

Пример 6

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 3, но берут 0.2535 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=30 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=590°С.

Пример 7

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.3549 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=42 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=630°С.

Пример 8

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.32955 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=39 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=650°С.

Пример 9

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 5, но берут 0.00845 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=1 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=200°С.

Пример 10

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.29575 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=35 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=630°С в течение 8 мин.

Пример 11

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 9, но берут 0.41405 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=49 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=700°С.

Пример 12

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 8, но прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=550°С в течение 6 мин.

Пример 13

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.34645 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=41 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=480°С в течение 15 мин.

Пример 14

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.1014 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=12 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=520°С в течение 30 мин.

Пример 15

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 5, но берут 0.39715 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=47 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=700°С.

Пример 16

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 5, но берут 0.2028 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=24 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=600°С.

Пример 17

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=650°С в течение 2 мин.

Пример 18

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=550°С в течение 2 мин.

Пример 19

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.0845 г Со(СН3СОСН=С(СН3)O)2 (содержание кобальта [Со]=10 масс. % относительно массы полимера).

Пример 20

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.0845 г CoCO3·6H2O (содержание кобальта [Со]=10 масс. % относительно массы полимера).

Пример 21

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 1, но берут 0.0845 г Co(NO3)2·6H2O (содержание кобальта [Со]=10 масс. % относительно массы полимера).

Пример 22

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 6, но ПФОА получают в растворе изопропилового спирта и берут 0.12675 г Со(ООССН3)2·4H2O (содержание кобальта [Со]=15 масс. % относительно массы полимера). Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=600°С.

Для синтеза ПФОА окислительной полимеризацией в водном растворе изопропилового спирта 0.05 моль/л (0.28 г) феноксазина растворяют в спирте (15 мл), а 0.0625 моль/л (0.43 г) персульфата аммония - в воде (15 мл). Соотношение объемов спирта и воды составляет 1:1. К раствору мономера в спирте, термостатированном при постоянном перемешивании при 0°С, по каплям добавляют водный раствор персульфата аммония. Температуру реакции поддерживают не выше 0°С. Реакцию полимеризации ведут при постоянном, интенсивном перемешивании в течение 3 ч. По завершении синтеза полученный продукт отфильтровывают, многократно промывают дистиллированной водой для удаления остатков реагентов и сушат под вакуумом до постоянной массы. Выход ПФОА составляет 0.254 г (90.91%).

Пример 23

Способ получения нанокомпозита проводят аналогично примеру 5, но ПФОА получают в растворе метилового спирта. Прекурсор подвергали ИК-излучению при Т=580°С в течение 8 мин.

Замена спирта на этиловый или трет-бутиловый не приводит к значимому изменению показателей. Выбор растворителя из ДМФА, ДМСО или N-метилпирролидона также практически не сказывается на свойствах полученного магнитного материала.

Источники информации

1. Yang С., Du J., Peng Q., Qiao R., Chen W., Xu C., Shuai Z., Gao M. Polyaniline/Fe3O4 Nanoparticle Composite: Synthesis and Reaction Mechanism. // J. Phys. Chem. B. 2009. V. 113. №15. P. 5052.

2. Aphesteguy J.C., Jacobo S.E. Composite of polyaniline containing iron oxides. // Physica B. 2004. V. 354. №1-4. P. 224.

3. Liu W., Kumar J., Tripathy S., Senecal K. J., Samuelson L. Enzymatically synthesized conducting polyaniline. // J. Am. Chem. Soc. 1999. V. 121. №1. P. 71-78.

4. Qiu G., Wang Q., Nie M. Polyaniline/Fe3O4 magnetic nanocomposite prepared by ultrasonic irradiation. // J. Appl. Polym. Sci. 2006. V. 102. №3. P. 2107.

5. Zhang Z., Wan M. Nanostructures of polyaniline composites containing nano-magnet. // Synth. Met. 2003. V. 132. №2. P. 205.

6. Ding X., Han D., Wang Z., Xu X., Niu L., Zhang Q. Micelle-assisted synthesis of polyaniline/magnetite nanorods by in situ self-assembly process. // J. Coloid. Interface Sci. 2008. V. 320. №1. P. 341.

7. Hsieh Т.Н., Ho K.S., Huang C.H., Wang T.Z., Chen Z.L. Electromagnetic properties of polyaniline/maghemite nanocomposites: I. The effect of re-doping time on the electromagnetic properties. // Synth. Met. 2006. V. 156. №21-24. P. 1355.

8. Reddy K.R., Lee K.-P., Iyengar A.G. Synthesis and Characterization of Novel Conducting Composites of Fe3O4 Nanoparticles and Sulfonated Polyanilines. // J. Appl. Polym. Sci. 2007. V. 104. №6. P. 4127-4134.

9. Reddy K.R., Lee K.P., Gopalan A.I. Novel electrically conductive and ferromagnetic composites of poly(aniline-co-aminonaphthalenesulfonic acid) with iron oxide nanoparticles: Synthesis and characterization. // J. App. Polym. Sci. 2007. V. 106. №2. P. 1181.

10. Zhu Y.G., Li Z.Q., Gu J.J., Zhang D., Tanimoto T. Polyaniline/iron nanocomposites prepared by criomilling. // J. Polym. Sci. В., Polym. Phys. 2006. V. 44. №21. P. 3157.

11. Озкан С.Ж., Дзидзигури Э.Л., Чернавский П.А., Карпачева Г.П., Ефимов М.Н., Бондаренко Г.Н. Металлополимерные нанокомпозиты на основе полидифениламина и наночастиц кобальта. // Российские нанотехнологии. 2013. Т. 8. №7-8. С. 34-40.

12. Земцов Л.М., Карпачева Г.П., Ефимов М.Н., Муратов Д.Г., Багдасарова К.А. Углеродные наноструктуры на основе ИК-пиролизованного полиакрилонитрила. // Высокомолек. соед. А. 2006. Т. 48. №6. С. 977-982.

13. Chernavskii Р.А., Khodakov A.Y., Pankina G.V., Girardon J. -S., Quinet E. // In Situ characterization of the genesis of cobalt metal particles in silica-supported Fischer-Tropsch catalysts using foner magnetic method. Appl. Catal. 2006. V. 306. P. 108-119.

14. Земцов Л.М., Карпачева Г.П., Ефимов M.H., Муратов Д.Г., Багдасарова К.А. Углеродные наноструктуры на основе ИК-пиролизованного полиакрилонитрила. // Высокомолек. соед. А. 2006. Т. 48. №6. С. 977-982.


МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-70 of 142 items.
29.12.2017
№217.015.fe80

Интегрированный мембранно-каталитический реактор и способ совместного получения синтез-газа и ультрачистого водорода

Изобретение относится к области получения перспективных энергоносителей, в частности к реактору и способу совместного получения синтез-газа и ультрачистого водорода путем конверсии различного органического сырья, и может быть использовано при получении топливных элементов, полупроводников, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638350
Дата охранного документа: 13.12.2017
20.01.2018
№218.016.143d

Способ переработки горючего сланца

Изобретение относится к способу получения из горючих сланцев топливно-энергетических и химических продуктов, в частности моторных топлив. Измельченный горючий сланец (ГС) смешивают с измельченным твердым органическим компонентом, температура максимальной скорости разложения вещества которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634725
Дата охранного документа: 03.11.2017
20.01.2018
№218.016.1452

Аддитивный сополимер 3,3,4-трис(триметилсилил)трициклононена-7 и 3-триметилсилилтрициклононена-7, способ его получения и способ разделения газовых смесей с его применением

Изобретение относится к синтезу новых аддитивных сополимеров на основе трициклононенов и разделению газовых смесей с помощью мембран на основе этих сополимеров. Предложен аддитивный сополимер 3,3,4-трис(триметилсилил)трициклононена-7 и 3-триметилсилилтрициклононена-7 формулы (I), где n и m –...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634724
Дата охранного документа: 03.11.2017
20.01.2018
№218.016.1631

Нанокомпозитный магнитный материал на основе поли-3-амино-7-метиламино-2-метилфеназина и наночастиц feo, закрепленных на одностенных углеродных нанотрубках, и способ его получения

Изобретение относится к области создания новых нанокомпозитных материалов на основе электроактивных полимеров с системой сопряжения и магнитных наночастиц FeO, закрепленных на одностенных углеродных нанотрубках, и может быть использовано в органической электронике и электрореологии для создания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635254
Дата охранного документа: 09.11.2017
20.01.2018
№218.016.16c6

Гибридный материал на основе поли-3-амино-7-метиламино-2-метилфеназина и одностенных углеродных нанотрубок и способ его получения

Изобретение предназначено для органической электроники, электрореологии, медицины и может быть использовано при изготовлении микроэлектромеханических систем, тонкопленочных транзисторов, нанодиодов, наноэлектропроводов, модулей памяти, электрохимических источников тока, перезаряжаемых батарей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635606
Дата охранного документа: 14.11.2017
20.01.2018
№218.016.171b

Интегрированный мембранно-каталитический реактор и способ совместного получения синтез-газа и ультрачистого водорода

Изобретение относится к области получения синтез-газа и ультрачистого водорода путем конверсии различного органического сырья и интегрированному мембранно-каталитическому реактору для осуществления способа и может быть использовано в получении топливных элементов, полупроводников, химическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635609
Дата охранного документа: 14.11.2017
13.02.2018
№218.016.1fa7

Способ получения наноразмерного катализатора синтеза фишера-тропша и способ синтеза фишера-тропша с его применением

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к способам получения алифатических углеводородов из оксида углерода и водорода, и может быть использовано в нефтепереработке и нефтехимии. Способ получения наноразмерного катализатора трехфазного синтеза Фишера-Тропша, содержащего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641299
Дата охранного документа: 17.01.2018
10.05.2018
№218.016.446b

Способ получения синтетической нефти из природного или попутного нефтяного газа (варианты)

Настоящее изобретение относится вариантам способа получения синтетической нефти из природного или попутного нефтяного газа. Один из вариантом способа включает стадию синтеза оксигенатов из исходного синтез-газа, полученного из указанного сырья, в присутствии металлооксидного катализатора, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649629
Дата охранного документа: 05.04.2018
10.05.2018
№218.016.4703

Способ измерения скорости циркуляции мелкодисперсного катализатора

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в процессах с циркулирующим потоком мелкодисперсного катализатора. Способ определения скорости циркуляции мелкодисперсного катализатора в линии циркуляции между реактором и регенератором, включающей подъемник катализатора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650623
Дата охранного документа: 16.04.2018
10.05.2018
№218.016.4c18

Способ получения винилиденовых олефинов

Изобретение относится к области промышленного получения ненасыщенных углеводородов с заданной структурой, а именно к способу получения винилиденовых олефинов. Способ включает димеризацию альфа-олефинов, таких как гексен-1, октен-1, децен-1, в присутствии продукта взаимодействия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652118
Дата охранного документа: 25.04.2018
Showing 61-70 of 73 items.
29.12.2017
№217.015.fe80

Интегрированный мембранно-каталитический реактор и способ совместного получения синтез-газа и ультрачистого водорода

Изобретение относится к области получения перспективных энергоносителей, в частности к реактору и способу совместного получения синтез-газа и ультрачистого водорода путем конверсии различного органического сырья, и может быть использовано при получении топливных элементов, полупроводников, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638350
Дата охранного документа: 13.12.2017
20.01.2018
№218.016.143d

Способ переработки горючего сланца

Изобретение относится к способу получения из горючих сланцев топливно-энергетических и химических продуктов, в частности моторных топлив. Измельченный горючий сланец (ГС) смешивают с измельченным твердым органическим компонентом, температура максимальной скорости разложения вещества которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634725
Дата охранного документа: 03.11.2017
20.01.2018
№218.016.1452

Аддитивный сополимер 3,3,4-трис(триметилсилил)трициклононена-7 и 3-триметилсилилтрициклононена-7, способ его получения и способ разделения газовых смесей с его применением

Изобретение относится к синтезу новых аддитивных сополимеров на основе трициклононенов и разделению газовых смесей с помощью мембран на основе этих сополимеров. Предложен аддитивный сополимер 3,3,4-трис(триметилсилил)трициклононена-7 и 3-триметилсилилтрициклононена-7 формулы (I), где n и m –...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634724
Дата охранного документа: 03.11.2017
20.01.2018
№218.016.1631

Нанокомпозитный магнитный материал на основе поли-3-амино-7-метиламино-2-метилфеназина и наночастиц feo, закрепленных на одностенных углеродных нанотрубках, и способ его получения

Изобретение относится к области создания новых нанокомпозитных материалов на основе электроактивных полимеров с системой сопряжения и магнитных наночастиц FeO, закрепленных на одностенных углеродных нанотрубках, и может быть использовано в органической электронике и электрореологии для создания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635254
Дата охранного документа: 09.11.2017
20.01.2018
№218.016.16c6

Гибридный материал на основе поли-3-амино-7-метиламино-2-метилфеназина и одностенных углеродных нанотрубок и способ его получения

Изобретение предназначено для органической электроники, электрореологии, медицины и может быть использовано при изготовлении микроэлектромеханических систем, тонкопленочных транзисторов, нанодиодов, наноэлектропроводов, модулей памяти, электрохимических источников тока, перезаряжаемых батарей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635606
Дата охранного документа: 14.11.2017
20.01.2018
№218.016.171b

Интегрированный мембранно-каталитический реактор и способ совместного получения синтез-газа и ультрачистого водорода

Изобретение относится к области получения синтез-газа и ультрачистого водорода путем конверсии различного органического сырья и интегрированному мембранно-каталитическому реактору для осуществления способа и может быть использовано в получении топливных элементов, полупроводников, химическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635609
Дата охранного документа: 14.11.2017
13.02.2018
№218.016.1fa7

Способ получения наноразмерного катализатора синтеза фишера-тропша и способ синтеза фишера-тропша с его применением

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к способам получения алифатических углеводородов из оксида углерода и водорода, и может быть использовано в нефтепереработке и нефтехимии. Способ получения наноразмерного катализатора трехфазного синтеза Фишера-Тропша, содержащего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641299
Дата охранного документа: 17.01.2018
09.08.2018
№218.016.79f8

Нанокомпозитный магнитный материал и способ его получения

Изобретение относится к области нанокомпозитных материалов на основе электроактивных полимеров с системой сопряжения и магнитных наночастиц FeO, закрепленных на углеродных нанотрубках. Нанокомпозитный магнитный материал включает полимер - полидифениламин-2-карбоновую кислоту (ПДФАК) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663049
Дата охранного документа: 01.08.2018
01.09.2018
№218.016.81b6

Гибридный электропроводящий материал на основе полимера и углеродных нанотрубок и способ его получения

Изобретение относится к области создания новых структурированных гибридных наноматериалов на основе электроактивных полимеров с системой сопряжения и одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) и может быть использовано в качестве носителей для катализаторов, в том числе в топливных элементах с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665394
Дата охранного документа: 29.08.2018
20.02.2019
№219.016.c03a

Способ получения термостабильного нанокомпозита cu/полиакрилонитрил

Изобретение относится к нанотехнологии изготовления термостабильного нанокомпозита Cu/полиакрилонитрил (ПАН). Описан способ получения термостабильного нанокомпозита Cu/ПАН, включающий приготовление смеси CuCl, HNO (С=37%) и ПАН (М=1×10), выдерживание до растворения CuCl и ПАН в HNO, выпаривание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002330864
Дата охранного документа: 10.08.2008
+ добавить свой РИД