Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2024
Идентификатор DOI: 10.31857/S0044457X24020121
Ключевые слова: nanoparticles, copper (II) oxide, anion-exchange resin precipitation, наночастицы, оксид меди, анионообменный синтез
Аннотация: Наночастицы оксида меди(II) являются перспективным материалом для применения в катализе, биомедицине и фотовольтаике, а также могут быть использованы для получения нанокомпозитов и гибридных наночастиц. Представлен новый метод синтеза наночастиц CuO, позволяющий получать их в одну стадию без длительной отмывки и термообработки. Предложенный метод анионообменного осаждения является простым, быстрым и легко воспроизводимым в обычных лабораторных условиях. Показано, что в ходе анионообменного осаждения меди в присутствии полисахарида декстрана-40 из растворов хлорида и сульфата меди образуются хорошо окристаллизованные гидроксосоли Cu2Cl(OH)3 и Cu4(SO4)(OH)6 соответственно, а из нитрата меди - слабоокристаллизованная фаза Cu(OH)2. Без полисахарида, независимо от природы аниона исходной соли, формируются наночастицы оксида меди. Полученные материалы использованы для получения гидрозолей, обладающих, как показано методами динамического и электрофоретического светорассеяния, высокой агрегативной и седиментационной устойчивостью в широком диапазоне pH (от 5 до 11) и сохраняющих свою стабильность при концентрации 2 г/л более 3 мес. (гидродинамический диаметр 245 нм; Z-потенциал -31.1 мВ). На основании исследования оптических и электронных свойств полученных гидрозолей установлено, что они могут представлять интерес для фотокатализа и применения в оптоэлектронных устройствах. Copper (II) oxide nanoparticles are promising materials for applications in catalysis, biomedicine and photovoltaics. It is also possible to use them for the preparation of nanocomposites and hybrid nanoparticles. This work presents a new method for the synthesis of CuO nanoparticles, which allows their one-step preparation without washing and heating. The proposed anion-exchange deposition method is simple, fast and easily reproducible under normal laboratory conditions. It is shown that anion-exchange precipitation of copper in the presence of the polysaccharide dextran-40 from copper chloride and sulphate solutions produces well crystallised hydroxychloride Cu2Cl(OH)3 and hydroxysulphate Cu4(SO4)(OH)6i respectively, and from copper nitrate a weakly crystallised Cu(OH)2 phase. In the absence of polysaccharide, copper oxide nanoparticles are formed irrespective of the nature of the anion of the parent salt. The obtained materials were used to obtain hydrosols with high aggregation and sedimentation stability over a wide pH range (from 5 to 11). These sols are stable for more than 3 months at a concentration of 2 g/l (the average hydrodynamic diameter of the particles is 245 nm; the average Z-potential is -31.1 mV). Based on the study of the optical and electronic properties of the obtained hydrosols, it was found that they could be of interest for photocatalysis and application in optoelectronic devices.
Журнал: Журнал неорганической химии
Выпуск журнала: Т. 69, № 2
Номера страниц: 245-257
ISSN журнала: 0044457X
Место издания: Москва
Издатель: Российская академия наук, Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН