Synthesis of Copper-Nickel Bimetallic Nanoparticles by Caprylate Reduction in Benzyl Alcohol

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Based on the process of joint reduction of copper and nickel caprylates in benzyl alcohol at 185°C, a simple method for the synthesis of bimetallic copper and nickel nanoparticles was developed. The prepared bimetallic nanoparticles may be of interest for creating new compositions of electrically conductive inks and pastes for 2D and 3D printing. The resulting nanoparticles were characterized by X-ray phase analysis, scanning and transmission electron microscopy in combination with energy-dispersive X-ray spectroscopy. The prepared copper and nickel nanoparticles are single- or two-phase bimetallic solid solutions of various compositions. The effect of the phase composition of bimetallic powders on their resistance to oxidation was studied. It was shown that an increase in the nickel content in the composition leads to a decrease in the degree of nanoparticles oxidation. The proposed method is one-step, does not require the use of additional stabilizers and reducing agents, the synthesis is carried out in one-pot and is easily scalable. The method can also be used to obtain other bi- and polymetallic nanoparticles.

全文:

受限制的访问

作者简介

A. Titkov

Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: ologutenko@solid.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-0835-9985
俄罗斯联邦, Novosibirsk, 630128

E. Gerasimov

G. K. Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch of the Russian
Academy of Sciences

Email: ologutenko@solid.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-3230-3335
俄罗斯联邦, Novosibirsk, 630090

A. Vorobyov

Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: ologutenko@solid.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-4896-3821
俄罗斯联邦, Novosibirsk, 630128

I. Malbakhova

Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: ologutenko@solid.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-4193-3571
俄罗斯联邦, Novosibirsk, 630128

T. Borisenko

Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: ologutenko@solid.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-0341-8755
俄罗斯联邦, Novosibirsk, 630128

O. Logutenkо

Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: ologutenko@solid.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0003-1523-5446
俄罗斯联邦, Novosibirsk, 630128

参考

  1. Wu W. // Nanoscale. 2017. Vol. 9. P. 7342. doi: 10.1039/C⁷NR01604B
  2. Huang Q., Zhu Y. // Adv. Mater. Technol. 2019. Vol. 4. N 5. P. 1. doi: 10.1002/admt.201970029
  3. Nanotechnology for food packaging. Materials, processing technologies, and safety issues / Eds M. Cerqueira, J. Lagaron, L. Castro, A. Vicente. Amsterdam: Elsevier, 2018. 332 p.
  4. Rao V.K., Abhinav K.V., Karthik P.S., Singh S.P. // RSC Adv. 2015. Vol. 5. P. 77760. doi: 10.1039/C⁵ra12013f
  5. Magdassi S., Grouchko M., Kamyshny A. // Materials. 2010. Vol. 3. N 9. P. 4626. doi: 10.3390/ma3094626
  6. Songping W. // Microelectronics J. 2007. Vol. 38. N 1. P. 41. doi: 10.1016/j.mejo.2006.09.013
  7. Songping W., Li J., Jing N., Zhenou Z., Song L. // Intermetallics. 2007. Vol. 15. N 10. P. 1316. doi 10.1016/ j.intermet.2007.04.001
  8. Sharma M.K., Qi D., Buchner R.D., Scharmach W.J., Papavassiliou V., Swihart M.T. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2014. Vol. 6. N 16. P. 13542. doi: 10.1021/am5026853
  9. Seemala B., Cai C.M., Kumar R., Wyman C.E., Christopher Ph. // ACS Sustain. Chem. Eng. 2018. Vol. 6. N 2. P. 2152. doi: 10.1021/acssuschemeng.7b03572
  10. Pastor-Pérez L., Gu S., Sepúlveda-Escribano A., Rein T.R. // Int. J. Hydrog. Energy. 2019. Vol. 44. N 8. P. 4011. doi: 10.1016/j.ijhydene.2018.12.127
  11. Meneses-Brassea B.P., Borrego E.A., Blazer D.S., Sanad M.F., Pourmiri S., Gutierrez D.A., Varela-Ramirez A., Hadjipanayis G.C., El-Gendy A.A. // Nanomaterials. 2020. Vol. 10. N 10. P. 1988. doi: 10.3390/nano10101988
  12. Ban I., Stergar J., Drofenik M., Ferk G., Makovec D. // J. Magn. Magn. Mater. 2011. Vol. 323. N 17. P. 2254. doi: 10.1016/j.jmmm.2011.04.004
  13. Toshima, N., Yonezawa, T. // New J. Chem. 1998. Vol. 22. N 11. P. 1179. https://doi.org/10.1039/A805753B
  14. Ferk G., Stergar J., Makovec D., Hamler A., Jaglicic Z., Drofenik M., Ban I. // J. Alloys Compd. 2015. Vol. 648. N 5. P. 53. doi: 10.1016/j.jallcom.2015.06.067
  15. Stergar J., Ferk G., Ban I., Drofenik M., Hamler A., Jagodic M., Makovec D. // J. Alloys Compd. 2013. Vol. 576. P. 220. doi: 10.1016/j.jallcom.2013.04.130
  16. Wen M., Liu Q.Y., Wang Y.F., Zhu Y.Z., Wu Q.S. // Colloids Surf. (A). 2008. Vol. 318. P. 238. doi 10.1016/ j.colsurfa.2007.12.041
  17. Пугачев В.М., Захаров Ю.А., Васильева О.В., Карпушкина Ю.В., Додонов В.Г. // Химия в интересах устойчивого развития. 2015. Т. 23. С. 169. doi: 10.15372/KhUR²0150211
  18. Fiévet F., Ammar-Merah S., Brayner R., Chau F., Giraud M., Mammeri F., Peron J., Piquemal J.-Y., Sicard L., Viau G. // Chem. Soc. Rev. 2018. Vol. 47. P. 5187. doi: 10.1039/C⁷CS00777A
  19. Parimaladevi R., Parvathi V.P., Lakshmi S.S., Umadev M. // Mater. Lett. 2018. Vol. 211. P. 82. doi 10.1016/ j.matlet.2017.09.097
  20. Bonet F., Grugeon S., Dupont L., Herrera Urbina R., Guery C., Tarascon J.M. // J. Solid State Chem. 2003. Vol. 172. P. 111. doi: 10.1016/S0022-4596(02)00163-9
  21. Niederberger M., Bartl M.H., Stucky G.D. // J. Am. Chem. Soc. 2002. Vol. 124, N 46. P. 13642–13643. https://doi.org/10.1021/ja027115i
  22. Ляхов Н.З., Юхин Ю.М., Тухтаев Р.К., Мищенко К.В., Титков А.И., Логутенко О.А. // Химия в интересах устойчивого развития. 2014. Т. 22. № 4. С. 409.
  23. Юхин Ю.М., Титков А.И., Логутенко О.А., Мищенко К.В., Ляхов Н.З. // ЖОХ. 2017. Т. 87. № 12. С. 2057; Yukhin Yu.M., Titkov A.I., Logutenko O.A., Mishchenko K.V., Lyakhov N.Z. // Russ. J. Gen. Chem. 2017. Vol. 87. N 12. P. 2870. doi: 10.1134/S1070363217120180
  24. Юхин Ю.М., Логутенко О.А., Титков А.И., Ляхов Н.З. // Хим. технол. 2016. Т. 17. № 7. С. 314; Yukhin Yu.M., Logutenko O.A., Titkov A.I., Lyakhov N.Z. // Theor. Found. Chem. Eng. 2017. Vol. 51. N 5. P. 809. doi: 10.1134/S0040579517050232
  25. Титков А.И., Логутенко О.А., Булина Н.В., Юхин Ю.М., Ляхов Н.З. // Хим. технол. 2016. Т. 17. № 5. С. 202; Titkov A.I., Logutenko O.A., Bulina N.V., Yukhin Y.M., Lyakhov N.Z. // Theor. Found. Chem. Eng. 2017. Vol. 51. N 4. P. 557. doi: 10.1134/S004057951704014
  26. Titkov A.I., Logutenko O.A., Vorobyov A.M., Gerasimov E.Yu., Shundrina I.K., Bulina N.V., Lyakhov N.Z. // Colloids Surf. (A). 2019. Vol. 577. P. 500. doi 10.1016/ j.colsurfa.2019.06.008
  27. Tsybulya S.V., Cherepanova S.V., Soloviyova L.P. // J. Struct. Chem. 1996. Vol. 37, N 2. 332. https://doi.org/10.1007/bf02591064
  28. Пирсон У.Б. Кристаллохимия и физика металлов и сплавов. М.: Мир, 1977. T. 1. 419 c.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Рис. 1. Рентгенограммы наночастиц меди (1) и никеля (2), полученных в результате восстановления их каприлатов бензиловым спиртом при температуре 180°C.

下载 (64KB)
索引源数据
3. Рис. 2. Рентгенограммы продуктов совместного восстановления каприлатов меди и никеля бензиловым спиртом при различном массовом соотношении металлов Cu:Ni = 3:1 (1), 2:1 (2), 1:1 (3), 1:2 (4) и 1:3 (5) при 180°C.

下载 (145KB)
索引源数据
4. Рис. 3. Микроснимки порошков, полученных в результате восстановления каприлатов меди (а), никеля (б) и их смеси Cu:Ni = 1:1 (в) и 1:2 (г) бензиловым спиртом при 180°C.

下载 (345KB)
索引源数据
5. Рис. 4. Изображения ПЭМВР морфологии (а) и кристаллической структуры (б) образца Cu:Ni = 1:1.

下载 (259KB)
索引源数据
6. Рис. 5. Данные ЭДС картирования частиц в образцах Cu:Ni = 1:1 (а), Ni (в) и Cu (г); (б) – распределение частиц Cu и Ni вдоль линии сечения одиночной частицы.

下载 (429KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

##common.cookie##