МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТОВ (Ni–Co)@C: ВЛИЯНИЕ УГЛЕРОДА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Методом газофазного синтеза получены нанокомпозиты (Ni–Co)@C с разным соотношением Ni:Co со структурой ядро–оболочка. Проведена структурная аттестация образцов методами рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии. Размеры металлического ядра частиц, определенные из рентгеновских данных, составляют (7–8) нм, толщина оболочки составляет несколько нанометров. Проведены измерения магнитных свойств и 59Co ЯМР-спектров до и после отжигов при разных температурах. Эволюция свойств и ЯМР-cпектров при варьировании содержания кобальта и в результате термообработок трактуется в контексте изменения содержания углерода в ядре композитов.

Об авторах

Михаил Александрович Уймин

Институт физики металлов УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: uimin@imp.uran.ru
ORCID iD: 0000-0003-3906-8101

Лаборатория прикладного магнетизма, ведущий научный сотрудник

Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Александр Сергеевич Конев

Институт физики металлов УрО РАН

Email: askonev@gmail.com
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Анатолий Егорович Ермаков

Институт физики металлов УрО РАН;
Уральский федеральный университет

Email: yermakov@imp.uran.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия; ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002 Россия

Сергей Иванович Новиков

Институт физики металлов УрО РАН

Email: novikovsi@internet.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Игорь Александрович Курмачев

Институт физики металлов УрО РАН

Email: kiavvvvv@gmail.com
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Василий Семенович Гавико

Институт физики металлов УрО РАН;
Уральский федеральный университет

Email: gaviko@imp.uran.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия; ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002 Россия

Константин Николаевич Михалев

Институт физики металлов УрО РАН

Email: mikhalev@imp.uran.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Дмитрий Андреевич Прокопьев

Институт физики металлов УрО РАН

Email: prokopev.dima@mail.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Екатерина Витальевна Суворкова

Институт физики металлов УрО РАН

Email: e.v.suvorkova@mail.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Владимир Викторович Макаров

Институт физики металлов УрО РАН

Email: makarov@imp.uran.ru
Россия, Екатеринбург, 620108 Россия

Список литературы

  1. Yan W., Xiao F., Li X., He W., Yao Y., Wan D., Liu X., Liu Y., Feng F., Zhang Q., Lu C., Li X. Nickel and oxygen-containing functional groups co-decorated graphene-like shells as catalytic sites with excellent selective hydrogenation activity and robust stability // Chem. Eng. J. 2023. V. 452. P. 139361.
  2. Zhang Y.-C., Han C., Gao J., Pan L., Wu J., Zhu X.-D., Zou J.-J. NiCo-Based Electrocatalysts for the Alkaline Oxygen Evolution Reaction: A Review // ACS Catal. 2021. V. 11. No. 20. P. 12485–12509.
  3. Horlyck J., Lawrey C., Lovell E.C., Amal R., Scott J. Elucidating the impact of Ni and Co loading on the selectivity of bimetallic NiCo catalysts for dry reforming of methane // Chem. Eng. J. 2018. V. 352. P. 572–580.
  4. Wang H., Li X., Lan X., Wang T. Supported Ultrafine NiCo Bimetallic Alloy Nanoparticles Derived from Bimetal–Organic Frameworks: A Highly Active Catalyst for Furfuryl Alcohol Hydrogenation // ACS Catal. 2018. V. 8. No. 3. P. 2121–2128.
  5. Chen S., Yang B. Activity and stability of alloyed NiCo catalyst for the dry reforming of methane: A combined DFT and microkinetic modeling study // Catal. Today. 2022. V. 400–401. P. 59–65.
  6. Liu X., Park M., Kim M.G., Gupta S., Wu G., Cho J. Integrating NiCo Alloys with Their Oxides as Efficient Bifunctional Cathode Catalysts for Rechargeable Zinc–Air Batteries // Angew. Chem. Int. Ed. 2015. V. 54. No. 33. P. 9654–9658.
  7. Kaewmeesri R., Nonkumwong J., Kiatkittipong W., Laosiripojana N., Faungnawakij K. Deoxygenations of palm oil-derived methyl esters over mono- and bimetallic NiCo catalysts // J. Environ. Chem. Eng. 2021. V. 9. No. 2. P. 105128.
  8. Zhao Y., Li H., Li H. NiCo@SiO2 core-shell catalyst with high activity and long lifetime for CO2 conversion through DRM reaction // Nano Energy. 2018. V. 45. P. 101–108.
  9. Guo D., Wang S., Feng J., Pan H. Selective hydrogenation of diphenyl ethers over NiCo bimetallic catalyst // Mol. Catal. 2023. V. 546. P. 113215.
  10. Döner A., Karcı İ., Kardaş G. Effect of C-felt supported Ni, Co and NiCo catalysts to produce hydrogen // Int. J. Hydrog. Energy. 2012. V. 37. No. 12. P. 9470–9476.
  11. Long J., Shen K., Chen L., Li Y. Multimetal-MOF-derived transition metal alloy NPs embedded in an N-doped carbon matrix: highly active catalysts for hydrogenation reactions // J. Mater. Chem. A. 2016. V. 4. No. 26. P. 10254–10262.
  12. Zhao Y., Li H., Li H. NiCo@SiO2 core-shell catalyst with high activity and long lifetime for CO2 conversion through DRM reaction // Nano Energy. 2018. V. 45. P. 101–108.
  13. Deng Z., Yi Q., Zhang Y., Nie H. NiCo/C-N/CNT composite catalysts for electro-catalytic oxidation of methanol and ethanol // J. Electroanal. Chem. 2017. V. 803. P. 95–103.
  14. Uimin M.A., Novikov S.I., Konev A.S., Byzov I.V., Yermakov A.Ye., Minin A.S., Privalova D.V., Gaviko V.S., Shchegoleva N.N. Evolution of the Structure and Magnetic Properties of Ni@C Composite Nanoparticles upon Annealing // Phys. Met. Metallogr. 2019. V. 120. No. 3. P. 228–232.
  15. Mikhalev K.N., Germov A.Y., Uimin M.A., Yermakov A.E., Konev A.S., Novikov S.I., Gaviko V.S., Ponosov Y.S. Magnetic state and phase composition of carbon-encapsulated Co@C nanoparticles according to59 Co,13 C NMR data and Raman spectroscopy // Mater. Res. Express. 2018. V. 5. No. 5. P. 055033.
  16. Germov A.Yu., Prokopyev D.A., Konev A.S., Uimin M.A., Minin A.S., Yermakov A.E., Goloborodsky B.Yu., Kurmachev I.A., Suvorkova Ye.V. Magnetic state and phase composition of carbon-encapsulated Co@C nanoparticles according to59 Co,13 C NMR data and Raman spectroscopy // Mater. Res. Express. 2018. V. 5. No. 5. P. 055033.
  17. Tan L.P., Padhy S.P., Tsakadze Z., Chaudhary V., Ramanujan R.V. Accelerated property evaluation of Ni–Co materials libraries produced by multiple processing techniques // J. Mater. Res. Technol. 2022. V. 20. P. 4186–4196.
  18. Siegel D.J., Van Schilfgaarde M., Hamilton J.C. Understanding the Magnetocatalytic Effect: Magnetism as a Driving Force for Surface Segregation // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92. No. 8. P. 086101.
  19. Riedi P.C., Scurlock R.G. The distribution of effective field at the59 Co nuclei in cobalt-nickel alloys // Proc. Phys. Soc. 1967. V. 92. No. 1. P. 117–124.
  20. Геращенко А.П., Волкова З.Н., Садыков А.Ф., Смольников А.Г., Пискунов А.Ф., Михалев К.Н. Методы определения компонент тензоров магнитного и квадрупольного взаимодействий в твердых телах из анализа спектров ЯМР // ЖЭТФ. 2025. V. 167. № 4. P. 553–570.
  21. Cable J.W., Wollan E.O., Koehler W.C. Distribution of Magnetic Moments in Pd − 3d and Ni − 3d Alloys // Phys. Rev. 1965. V. 138. No. 3A. P. A755–A759.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать