" Н а у к а м о л о д ы х " , 2 6 н о я б р я 2 0 1 9 г . , А р з а м а с
П о с в я щ а е т с я 8 5 - л е т и ю в ы с ш е г о п е д а г о г и ч е с к о г о о б р а з о в а н и я в А р з а м а с е и
8 0 - л е т и ю п р о ф е с с о р а В я ч е с л а в а П а в л о в и ч а П у ч к о в а
100
многослойными гибридными оболочками. Так как метод Штобера
сопровождается использованием тетраэтоксисилана (ТЭОС), токсичного в
производстве и значительного количества абсолютного этанола, его
экологичность ставится под вопрос [3, 7].
Существует метод синтеза упорядоченных магнитных нанопроволок
железа, заключенных в мезопористой оболочке диоксида кремния, который
основан на внедрении неполярного комплекса металла в гидрофобную часть
мезопористого композита. В качестве неполярного комплекса металла
подбираются соединения железа, которые легко разлагается до элементного
железа простым ультрафиолетовым облучением в вакууме или термическим
разложением. Для лучшей кристаллизации соединений железа внутри каналов
матрицы проводился дополнительный отжиг образцов в токе водорода [3].
Указанный метод отличается технологической сложностью и подходит для
получения небольших количеств материала.
Нами предлагается 2 альтернативных способа синтеза сорбентов на основе
диоксида кремния и оксидов переходных металлов, которые, по нашему
мнению,
отличаются
технологической
простотой,
экономической
перспективностью и экологичностью.
Способ 1 (метод соосаждения). Навески Fe
2
O
3
·nH
2
O (3,38 г) и
CoCO
3
·nCo(OH)
2
·mH
2
O (2,2 г) растворяли в концентрированной HCl.
Полученный раствор добавляли в химический стакан с 800 мл деионизированной
воды. Полученный раствор хлорида железа и кобальта обрабатывали раствором
гидроксида натрия с образованием золя CoFe
2
O
4
и последующем медленном (в
течении 2 часов) добавлении к нему силиката натрия, приготовленного
растворением 3,5 г SiO
2
минерального происхождения в 5М NaOH, при
постоянных pH 9 и T=90 °С. Далее проходил процесс старения осадка: понижали
pH до 5 и кипятили в течении часа.
Осадок отделяли на фильтре, промывали
водой и сушили при 105 °С.
Способ 2 (метод пропитки). Для получения природной матрицы SiO
2
50 г
рисовой шелухи кипятили в растворе HCl 1 час и прокаливали в муфельной печи
при 600 °С 3 часа. Навески Fe(acac)
3
и Сo(acac)
2
в пропорции 2:1 соответственно,
растворили в 30 мл толуола при нагревании. Далее полученным раствором
пропитывали в вакууме природную матрицу диоксида кремния (2 г). После чего
выпаривали толуол и прокаливали при температуре 400 °С, при котором
происходит разложение ацетилацетонатов и образование частиц CoFe
2
O
4
.
Было синтерированно 6 образцов методами пропитки и соосаждения,
которые обладают различным процентным соотношением фаз (таблица 1).
По данным сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии,
методом соосаждения получены образцы строения ядро – оболочка (см. Рис. 1 в,
г), которые характеризуются размером 150-200 нм и содержат включения
оксидов кобальта и железа размером 10-20 нм. А материалы, полученный
методом пропитки, сохраняет структуру растительной ткани (см. Рис. 1 а), в
матрице биогенного кремнезема видны пустоты (см. Рис. 9 б) размером
