Новости

12 мая, 2021 18:18

Новый подход к созданию материалов для газовых сенсоров и энергетики

Сложные оксиды – оксиды, образованные двумя и более металлами – используются для получения самых разнообразных материалов, включая катализаторы, сенсоры, магнитные материалы и адсорбенты, энергоемкие композиты и других. В частности, материалы на основе манганита кадмия (CdMn2O4) характеризуются высокой сенсорной чувствительностью по отношению к высокотоксичным оксидам азота. Кроме того, материалы на основе манганита кадмия способны эффективно удалять высокотоксичные вещества (например, органические красители) из гидросферы за счет их адсорбции.
Первый автор статьи Андрей Гавриков. Источник: Пресс-служба ИОНХ РАН
 
Классический, керамический, метод получения материалов на основе CdMn2O4 основан на проведении взаимодействии соответствующих оксидов металлов – кадмия (CdO) и марганца (MnxOy). Однако при этом чрезвычайно сложно добиться равномерного распределения ионов кадмия и марганца в конечном продукте, что негативно сказывается на его свойствах. Кроме того, необходим длительный (несколько десятков часов) отжиг при высоких, порядка 1000 °С, температурах, что делает данный метод чрезвычайно время- и энергозатратным. Поэтому особое значение приобретает разработка альтернативных, более экспрессных и экономичных методов получения манганита кадмия.
 
Именно такой подход был недавно предложен российскими учеными. В его основе — образование CdMn2O4 в результате разложения новых биметаллических координационных соединений с заданным соотношением кадмия и марганца.
 
Комментирует исследование старший научный сотрудник Лаборатории магнитных материалов ИОНХ РАН, кандидат химических наук Андрей Гавриков: «Преимущество метода заключается в том, что требуемое для получения манганита кадмия равномерное распределение ионов кадмия и марганца обеспечивается уже на этапе получения координационных соединений-предшественников. Таким образом, задача получения сложного оксида фактически сводится к тому, чтобы “убрать лишнее”, то есть, органические фрагменты комплексов за счет их термического разложения. А для этого, в свою очередь, требуется куда меньше времени и энергии по сравнению с керамическим методом. Так, длительность получения манганита кадмия по нашей методике примерно в 10 раз меньше, чем по классическим».
 
В дальнейшем авторы планируют использовать свои разработки для получения материалов на основе CdMn2O4 с большой площадью поверхности – наночастиц, тонких пленок и других – поскольку именно поверхность определяет эффективность применения таких материалов.

Работа поддержана Российским научным фондом (грант № 19-73-00336) и опубликована в журнале Applied Organometallic Chemistry.
21 июня, 2021
Сибирские ученые синтезировали уникальную молекулу вердазил-нитроксильного трирадикала
Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами синтезировали уникальную молекул...
21 июня, 2021
Физики заставили фотоны дружить с магнонами
Коллектив ученых из МФТИ и МИСиС разработал и протестировал новую платформу для реализации сверхси...