Структура и оптические свойства наночастиц, полученных импульсной лазерной абляцией меди в газовой среде

Применение
Катализ:
Гетерогенные и нанесенные катализаторы;
Фотокатализаторы.
Оптоэлектроника:
Газовые датчике;
Миниатюрные устройства.
Биомедицина:
Антибактериальные и бактериостатические материалы;
Биоцидные добавки.
XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых
«Перспективы развития фундаментальных наук»
Медьсодержащие НЧ

Цель работы: Получение медьсодержащих наночастиц меди с заданными характеристиками
методом импульсной лазерной абляцией в газовой среде.
Задачи
Получение наночастиц импульсной лазерной абляцией меди в газовой среде (воздух, смесь Ar:О2 (80:20), CO2);
Исследование влияния состава реакционной среды на фазовый состав, строение и свойства, полученных наночастиц.
XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых
«Перспективы развития фундаментальных наук»

Синтез исследуемых материалов
XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых
«Перспективы развития фундаментальных наук»
Схема установки для получения НЧ ИЛА в газе

Исследование фазового состава нанопорошков
XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых
«Перспективы развития фундаментальных наук»
Дифрактограммы порошков, полученных лазерной абляцией меди в различных газовых средах свежеприготовленные порошки (прямая линия), состаренные (пунктирная линия)

Дифрактограммы порошков, полученных лазерной абляцией меди в различных газовых средах свежеприготовленные порошки (прямая линия), состаренные (пунктирная линия)
Исследование фазового состава нанопорошков
XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых
«Перспективы развития фундаментальных наук»

Дифрактограммы порошков, полученных лазерной абляцией меди в различных газовых средах отожженных при 260 оС (прямая линия), свежеприготовленные порошки (пунктирная линия)
Исследование фазового состава нанопорошков после термического воздействия
XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых
«Перспективы развития фундаментальных наук»

Характеристики поверхности полученных нанопорошков
XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых
«Перспективы развития фундаментальных наук»
Sуд=48 м2/г
Sуд=5,85 м2/г
Sуд=30 м2/г

XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых
«Перспективы развития фундаментальных наук»
ПЭМ изображения НЧ, полученных лазерной абляцией меди в углекислом газе, исходный (слева) и прокаленный при 260 оС (справа)
Особенности структуры НЧ после прокаливания

XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых
«Перспективы развития фундаментальных наук»
Оптические свойства полученных порошков

Выводы
XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых
«Перспективы развития фундаментальных наук»
Получены наночастиц импульсной лазерной абляцией меди в газовой среде (воздух, смесь Ar:О2 (80:20), CO2).
Установлено, что:
ИЛА меди в воздухе образуется моноклинная фаза основного нитрата меди;
В смеси аргона и кислорода образуется моноклинные фазы основного нитрата меди и оксида меди (II) и кубическая фаза Сu2O;
ИЛА меди в углекислом газе получены кубические фазы оксида меди (I) и металлической меди, в структуре Cu@Cu2O;
Порошки полученные в воздухе и смеси аргона и кислорода менее стабильны, в отличие от полученных в углекислом газе
Отжиг порошков при 260 оС, полученных ИЛА меди в различных газовых смесях, приводит к образованию моноклинной фазы CuO с различной морфологией.
Рентгеновское облучение ускоряет процесс окисления порошка, полученного в углекислом газе.
Исследованы оптические свойства полученных нанопорошков.

Возможные реакции взаимодействия
XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых
«Перспективы развития фундаментальных наук»

Рентгенофазовый анализ
Таблица – Данные РАФ, рассчитанные в POWDERCell 2.4

XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых
«Перспективы развития фундаментальных наук»
ДСК
Кривые ДСК полученные для порошка, приготовленного ИЛА Cu в воздухе
Кривые ДСК полученные для порошка, приготовленного ИЛА Cu в СО2