kemsuСибСкриптSibScript2949-21222949-2092Kemerovo State Universitykemsu-376Research ArticleХимияCHEMISTRYПОЛУЧЕНИЕ Ni/C КОМПОЗИТА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ЕГО ФОРМИРОВАНИЯ НА ПОРИСТОМ УГЛЕРОДНОМ НОСИТЕЛЕNi/C COMPOSITE PREPARATION AND INVESTIGATION OF THE CHARACTERISTICS OF ITS FORMATION ON POROUS CARBON SUPPORTВоропайА. Н.VoropayA. N.

Воропай Александр Николаевич – аспирант ИУХМ СО РАН. 8-904-572-8877, aleksvorop@mail.ru

Aleksander N. Voropay – post-graduate student

aleksvorop@mail.ruКолмыковР. П.KolmykovR. P.

Колмыков Роман Павлович – кандидат химических наук, заведующий лабораторией кафедры ХТТ КемГУ.89511758623, kolmykoff.roman@yandex.ru

Roman P. Kolmykov – Candidate of Chemistry, Head of the Laboratory at the Department of Chemistry of Solids

kolmykoff.roman@yandex.ruМанинаТ. С.ManinaT. S.

Манина Татьяна Сергеевна – аспирант ИУХМ СО РАН.8 (3842) 368697, kuklesh@mail.ru

Tatiana S. Manina – post-graduate student

kuklesh@mail.ruБарнаковЧ. Н.BarnakovCh. N.

Барнаков Чингиз Николаевич – доктор химических наук, руководитель лаборатории высокотемпературных процессов химии углеродных материалов и угля ИУХМ СО РАН. 8 (3842) 368188

Chingiz N. Barnakov – Doctor of Chemistry, Head of the Laboratory of High Temperature Processes for Carbon Materials and Coal

aleksvorop@mail.ruИвановА. В.IvanovA. V.

Иванов Алексей Владимирович – ведущий инженер кафедры ХТТ КемГУ.89505701640, alecs2004@inbox.ru

Aleksey V. Ivanov – Leading Engineer at the Department of Chemistry of Solids

alecs2004@inbox.ruСамаровА. В.SamarovA. V.

Самаров Александр Витальевич – кандидат химических наук КемГУ. 8 (3842) 368188, sav335@yandex.ru

Aleksander V. Samarov – Candidate of Chemistry

sav335@yandex.ruИнститут углехимии и химического материаловедения Сибирского отделения РАНРоссияInstitute of Coal Chemistry and Material Science of the Siberian Branch of the RASRussian FederationКемеровский государственный университетРоссияKemerovo State UniversityRussian Federation20130103201603-36669Copyright © Воропай А.Н., Колмыков Р.П., Манина Т.С., Барнаков Ч.Н., Иванов А.В., Самаров А.В., 20132013Воропай А.Н., Колмыков Р.П., Манина Т.С., Барнаков Ч.Н., Иванов А.В., Самаров А.В.Voropay A.N., Kolmykov R.P., Manina T.S., Barnakov C.N., Ivanov A.V., Samarov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sibscript.ru/jour/article/view/376

В работе рассмотрены вопросы получения наноструктурированных металл-углеродных композитов восстановлением наночастиц металла подгруппы железа (никеля) на мезопористом углеродном носителе, имеющем известное распределение пор по размерам. Показано, что формирование металла на углеродном носителе при восстановлении хлорида никеля гидразином в щелочной среде происходит через образование промежуточного продукта – гидроксида никеля. Разработана методика получения никель-углеродных композитов восстановлением металлических наночастиц на поверхности углеродного носителя.

The paper deals with the preparation of nanostructured metal-carbon composite metal nanoparticles by reduction of the iron subgroup (nickel), supported on a mesoporous carbon having a known pore size distribution. It is shown that the formation of metal on the carbon support in the reduction of nickel chloride with hydrazine in an alkaline environment is through the formation of intermediate nickel hydroxide. A method of nickel-carbon composites preparation by reduction of metal nanoparticles on the surface of the carbon support was developped.

металл-углеродные композитынанотехнологиянаночастицы никеля на углеродеmetal-carbon compositesnanotechnologiesnanosize particles of nickel on carbonМинистерство образования и науки РФ в рамках ФЦПReferencesDzidziguri, E. L. Formation of Bimetal Nanoparticles in the Structure of C-Cu-Zn Metal-Carbon Nanocomposite / E. L. Dzidziguri, D. G. Muratova, L. M. Zemtsov // Nanotechnologies in Russia. – 2012. – V. 7. – Р. 62 – 66.Dzidziguri, E. L. Formation of Bimetal Nanoparticles in the Structure of C-Cu-Zn Metal-Carbon Nanocomposite / E. L. Dzidziguri, D. G. Muratova, L. M. Zemtsov // Nanotechnologies in Russia. – 2012. – V. 7. – Р. 62 – 66.Dzidziguri, E. L. Formation of Co Nanoparticles in Metal-Carbon Composites / E. L. Dzidziguri, E. N. Sidorova, K. A. Bagdasarova // Crystallography Reports. – 2008. – V. 53 – Р. 316 – 319.Dzidziguri, E. L. Formation of Co Nanoparticles in Metal-Carbon Composites / E. L. Dzidziguri, E. N. Sidorova, K. A. Bagdasarova // Crystallography Reports. – 2008. – V. 53 – Р. 316 – 319.Zhanga, X. X. Magnetic properties of Fe nanoparticles trapped at the tips of the aligned carbon nanotubes / X. X. Zhanga, G. H Wena // Shaoming Huang. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2001. – V. 231. – P. 9/ – 12.Zhanga, X. X. Magnetic properties of Fe nanoparticles trapped at the tips of the aligned carbon nanotubes / X. X. Zhanga, G. H Wena // Shaoming Huang. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2001. – V. 231. – P. 9/ – 12.Gudoshnikova, S. Magnetic properties of Fe-based nanoparticle assembly / S. Gudoshnikova, B. Liubimova, L. Matveets // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2003. – V. 258 – 259. – P. 54 – 56.Gudoshnikova, S. Magnetic properties of Fe-based nanoparticle assembly / S. Gudoshnikova, B. Liubimova, L. Matveets // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2003. – V. 258 – 259. – P. 54 – 56.Suwen, Liu. Preparation and characterization of iron-encapsulating carbon nanotubes and nanoparticles / Liu Suwen, Tang Xianghai, Yizhak Mastai. J. Mater. Chem. – 2000 – V. 10 – P. 2502 – 2506.Suwen, Liu. Preparation and characterization of iron-encapsulating carbon nanotubes and nanoparticles / Liu Suwen, Tang Xianghai, Yizhak Mastai. J. Mater. Chem. – 2000 – V. 10 – P. 2502 – 2506.Suwen, Liu. A novel hybrid of carbon nanotubes/iron nanoparticles: iron-filled nodule-containing carbon nanotubes / Liu Suwen, J. Rudolf // Wehmschulte Carbon. – 2005. – V. 43. – P. 1550 – 1555.Suwen, Liu. A novel hybrid of carbon nanotubes/iron nanoparticles: iron-filled nodule-containing carbon nanotubes / Liu Suwen, J. Rudolf // Wehmschulte Carbon. – 2005. – V. 43. – P. 1550 – 1555.Yi, Lu. Carbon-encapsulated Fe nanoparticles from detonation-induced pyrolysis of ferrocene / Yi Lu, ZhenpingZhu, Zhenyu Liu. – Carbon. – 2005. – V. 43. – Р. 369 – 374.Yi, Lu. Carbon-encapsulated Fe nanoparticles from detonation-induced pyrolysis of ferrocene / Yi Lu, ZhenpingZhu, Zhenyu Liu. – Carbon. – 2005. – V. 43. – Р. 369 – 374.Yi, Lu. Formation of bamboo-shape carbon nanotubes by controlled rapid decomposition of picric acid / Yi Lu, Zhenping Zhu, Dangsheng Su. Carbon. – 2004. – V. 42. – P. 3199 – 3207.Yi, Lu. Formation of bamboo-shape carbon nanotubes by controlled rapid decomposition of picric acid / Yi Lu, Zhenping Zhu, Dangsheng Su. Carbon. – 2004. – V. 42. – P. 3199 – 3207.Dzidziguri, E. L. Preparation and Structure of Metal-Carbon Nanocomposites Cu-C / E. L. Dzidziguri, L. M. Zemtsov, G. P. Karpacheva // Nanotechnologies in Russia. – 2010. – V. 5. – P. 665 – 668.Dzidziguri, E. L. Preparation and Structure of Metal-Carbon Nanocomposites Cu-C / E. L. Dzidziguri, L. M. Zemtsov, G. P. Karpacheva // Nanotechnologies in Russia. – 2010. – V. 5. – P. 665 – 668.Jacques van Wonterghem. Preparation of Ultrafine Amorphous Fe1-х Cх Alloy Particles on a Carbon Support / Jacques van Wonterghem, Steen Marup. J. Phys. Chem. – 1988. – V. 92. – P. 1013 – 1016.Jacques van Wonterghem. Preparation of Ultrafine Amorphous Fe1-х Cх Alloy Particles on a Carbon Support / Jacques van Wonterghem, Steen Marup. J. Phys. Chem. – 1988. – V. 92. – P. 1013 – 1016.Tongjie, Yao. Preparation of acid-resistant core/shell Fe3O4/C materials and their use as catalyst supports / Tongjie Yao, Tieyu Cui, Jie Wu. Carbon. – 2012. – V. 50. – P. 2287 – 2295.Tongjie, Yao. Preparation of acid-resistant core/shell Fe3O4/C materials and their use as catalyst supports / Tongjie Yao, Tieyu Cui, Jie Wu. Carbon. – 2012. – V. 50. – P. 2287 – 2295.Weize, Wu. Preparation of carbon-encapsulated iron carbide nanoparticles by an explosion method / Weize Wu, Zhenping Zhu, Zhenyu Liu. Carbon. – 2003. – V. 41. – P. 317 – 321.Weize, Wu. Preparation of carbon-encapsulated iron carbide nanoparticles by an explosion method / Weize Wu, Zhenping Zhu, Zhenyu Liu. Carbon. – 2003. – V. 41. – P. 317 – 321.Noriaki, Sano. Separated synthesis of iron-included carbon nanocapsules and nanotubes by pyrolysis of ferrocene in pure hydrogen / Noriaki Sano, Hiroshi Akazawa, Takeyuki Kikuchi. Carbon. – 2003. – V. 41. – P. 2159 – 2179.Noriaki, Sano. Separated synthesis of iron-included carbon nanocapsules and nanotubes by pyrolysis of ferrocene in pure hydrogen / Noriaki Sano, Hiroshi Akazawa, Takeyuki Kikuchi. Carbon. – 2003. – V. 41. – P. 2159 – 2179.Sajitha, E. P. Synthesis and characteristics of iron nanoparticles in a carbon matrix along with the catalytic graphitization of amorphous carbon / E. P. Sajitha, V. Prasad, S. V. Subramanyam. Carbon. – 2004. – V. 42. – P. 2815 – 2820.Sajitha, E. P. Synthesis and characteristics of iron nanoparticles in a carbon matrix along with the catalytic graphitization of amorphous carbon / E. P. Sajitha, V. Prasad, S. V. Subramanyam. Carbon. – 2004. – V. 42. – P. 2815 – 2820.Багдасарова, К. А. Металл-углеродные магнитные нанокомпозиты на основе ИК-пиролизованного полиакрилонитрила: дис. … канд. физ.-мат. наук / К. А. Багдасарова. – М.: ИФХЭ РАН, 2008.Багдасарова, К. А. Металл-углеродные магнитные нанокомпозиты на основе ИК-пиролизованного полиакрилонитрила: дис. … канд. физ.-мат. наук / К. А. Багдасарова. – М.: ИФХЭ РАН, 2008.M. Yu. Nanostructure and magnetic properties of composite CoPt:C films for extremely high-density recording / M. Yu, Yi Liu, David J. Sellmyer. Journal Of Applied Physics. – 2000. – V. 87. – Р. 6959 – 6961.M. Yu. Nanostructure and magnetic properties of composite CoPt:C films for extremely high-density recording / M. Yu, Yi Liu, David J. Sellmyer. Journal Of Applied Physics. – 2000. – V. 87. – Р. 6959 – 6961.Лашкарев, Г. В. Ферромагнитные нанокомпозиты на основе наночастиц кобальта в матрице Al2O3 / Г. В. Лашкарев, М. В. Радченко, В. И. Лазоренко // Наноструктурированное материаловедение. – 2011. – Т. 2.Лашкарев, Г. В. Ферромагнитные нанокомпозиты на основе наночастиц кобальта в матрице Al2O3 / Г. В. Лашкарев, М. В. Радченко, В. И. Лазоренко // Наноструктурированное материаловедение. – 2011. – Т. 2.Yahachi, Saito. Nanoparticles and filled nanocapsule / S. Yahachi // Carbon. – 1995. – V. 33. – P. 979 – 988.Yahachi, Saito. Nanoparticles and filled nanocapsule / S. Yahachi // Carbon. – 1995. – V. 33. – P. 979 – 988.Konno, T. J. Structure and magnetic properties of co-sputtered Co/C thin films / T. J. Konno, K. Shoji, K. Sumiyama [et al.] // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 1999. – V. 195. – P. 9 – 18.Konno, T. J. Structure and magnetic properties of co-sputtered Co/C thin films / T. J. Konno, K. Shoji, K. Sumiyama [et al.] // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 1999. – V. 195. – P. 9 – 18.Shiliang, Wang. Synthesis, growth mechanism and thermal stability of copper nanoparticles encapsulated by multi-layer grapheme / Shiliang Wang, Xiaolin Huang, Yuehui He // Carbon. – 2012. – V. 50. – P. 2119 – 2125.Shiliang, Wang. Synthesis, growth mechanism and thermal stability of copper nanoparticles encapsulated by multi-layer grapheme / Shiliang Wang, Xiaolin Huang, Yuehui He // Carbon. – 2012. – V. 50. – P. 2119 – 2125.Podsiadły, M. Preparation of carbon encapsulated cobalt nanoparticles by catalytic ethane decomposition / M. Podsiadły, U. Narkiewicz, W. Arabczyk // Materials Science-Poland. – 2008. – V. 26. – P. 357 – 364.Podsiadły, M. Preparation of carbon encapsulated cobalt nanoparticles by catalytic ethane decomposition / M. Podsiadły, U. Narkiewicz, W. Arabczyk // Materials Science-Poland. – 2008. – V. 26. – P. 357 – 364.Junping, Huo. Preparation of carbon-encapsulated iron nanoparticles by co-carbonization of aromatic heavy oil and ferrocene / Junping Huo, Huaihe Song, Xiaohong Chen // Carbon. – 2004. – V. 42. – P. 3177 – 3182.Junping, Huo. Preparation of carbon-encapsulated iron nanoparticles by co-carbonization of aromatic heavy oil and ferrocene / Junping Huo, Huaihe Song, Xiaohong Chen // Carbon. – 2004. – V. 42. – P. 3177 – 3182.Wang, Z. H. Characterization and magnetic properties of carbon-coated cobalt nanocapsules synthesized by the chemical vapor-condensation process / Z. H. Wang, C. J. Choi, B. K. Kim // Carbon. – 2003. – V. 4. – P. 1751 – 1758.Wang, Z. H. Characterization and magnetic properties of carbon-coated cobalt nanocapsules synthesized by the chemical vapor-condensation process / Z. H. Wang, C. J. Choi, B. K. Kim // Carbon. – 2003. – V. 4. – P. 1751 – 1758.Патент RU 2206394 С1, МПК7, B01J20/20, C01B31/12. Способ получения наноструктурированного углеродного материала / Ч. Н. Барнаков, С. К. Сеит-Аблаева, А. П. Козлов [и др.]. Опубл. 20.06.2003.Патент RU 2206394 С1, МПК7, B01J20/20, C01B31/12. Способ получения наноструктурированного углеродного материала / Ч. Н. Барнаков, С. К. Сеит-Аблаева, А. П. Козлов [и др.]. Опубл. 20.06.2003.Манина, Т. С. Переработка низкосортных окисленных углей с получением высокоэффективных углеродных сорбентов / Т. С. Манина, Н. И. Федорова, С. А. Семенова [и др.] // Кокс и химия. – 2012. – Т. 3. – 43 46 c.Манина, Т. С. Переработка низкосортных окисленных углей с получением высокоэффективных углеродных сорбентов / Т. С. Манина, Н. И. Федорова, С. А. Семенова [и др.] // Кокс и химия. – 2012. – Т. 3. – 43 46 c.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.