ХІМІЯ, ФІЗИКА ТА ТЕХНОЛОГІЯ ПОВЕРХНІ

ISSN 2518-1238 (Online), ISSN 2079-1704 (Print)

Одержано наночастинки NiCo на поверхні неокиснених та окиснених багатошарових вуглецевих нанотрубок (БВНТ) методом хімічного осадження відповідних карбонатів з розчину гідразингідрату, за температури його кипіння. Окиснення БВНТ проводили в розчині біфториду амонію та сірчаної кислоти.

Метою роботи є синтез композитів БВНТ/NiCo та встановлення відмінностей їх електрофізичних властивостей в залежності від природи поверхні БВНТ.

Проведені електронно-мікроскопічні та рентгенографічні дослідження показали присутність фаз композитів нанометрового розміру з розміром кристалітів 20–30 нм. В композитах з неокисненими БВНТ, щільність упаковки агломератів металевих частинок вища, в композитах з окисненими БВНТ частинки розташовані по поверхні БВНТ рівномірніше і відрізняються формою, більш близькою до сферичної.

Методом диференціально-термічного аналізу показано, що для композита, який містить окиснені БВНТ, процес окиснення композитів при нагріванні відбувається більш інтенсивно, що також вказує на менший розмір частинок металів. Методами надвисокочастотної інтерферометрії визначено дійсні та уявні складові комплексних діелектричної та магнітної проникностей дисперсних композитів. Для композитів, що містять окиснені БВНТ, відповідні значення є дещо вищими в надвисокочастотному діапазоні. На низьких частотах значення уявної магнітної проникності є вищими на 18 % для композитів з неокисненими БВНТ, а електропровідності дорівнюють 2.9 та 1.6 Ом^–1·см^–1 для композитів, що містять неокиснені та окиснені БВНТ відповідно. Відмінність характеристик може бути пов’язана з додатковою обробкою БВНТ і наявністю значної кількості функціональних зв’язків на поверхні.

1. Sharma G., Naushad M., Kumar A., Devi S., Khan M.R. Lanthanum/Cadmium/Polyaniline bimetallic nanocomposite for the photodegradation of organic pollutant. Iran. Polym. J. 2015. 24(12): 1003. https://doi.org/10.1007/s13726-015-0388-2

2. Sharma G., Kumar D., Kumar A., Al-Muhtaseb A.H., Pathania D., Naushad M., Mola G.T. Revolution from monometallic to trimetallic nanoparticle composites, various synthesis methods and their applications: a review. Mater. Sci. Eng. C. 2017. 71: 1216. https://doi.org/10.1016/j.msec.2016.11.002

3. Hamidi S.M., Mosaeii B., Afsharnia M., Aftabi A., Najafi M. Magneto-plasmonic study of aligned Ni, Co and Ni/Co multilayer in polydimethylsiloxane as magnetic field sensor. J. Magn. Magn. Mater. 2016. 417: 413. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.05.078

4. Han Y., Li W., Zhang M., Tao K. Catalytic dechlorination of monochlorobenzene with a new type of nanoscale Ni (B)/Fe (B) bimetallic catalytic reductant. Chemosphere. 2008. 72(1): 53. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2008.02.002

5. Habibi B., Ghaderi S. Synthesis, characterization and electrocatalytic activity of Co@Pt nanoparticles supported on carbon-ceramic substrate for fuel cell applications. Int. J. Hydrogen Energy. 2015. 40(15): 5115. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.02.103

6. Motlak M., Barakat N.A.M., Akhtar M.S., Hamza A.M., Kim B., Sang C., Abdelrazek K., Almajid A.A. High performance of NiCo nanoparticles-doped carbon nano fi bers as counter electrode for dye-sensitized solar cells. Electrochim. Acta. 2015. 160: 1. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.02.063

7. Dao V., Choi Y., Yong K., Larina L.L., Shevaleevskiy O., Choi H. A facile synthesis of bimetallic AuPt nanoparticles as a new transparent counter electrode for quantum-dot-sensitized solar cells. J. Power Sources. 2015. 274: 831. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.10.095

8. Cui M, Huang J., Wang Y., Wu Y., Luo X. Molecularly imprinted electrochemical sensor for propyl gallate based on PtAu bimetallic nanoparticles modified graphene – carbon nanotube composites. Biosens. Bioelectron. 2015. 68: 563. https://doi.org/10.1016/j.bios.2015.01.029

9. Kung C., Lin P., John F., Xue Y, Yu X. Preparation and characterization of three dimensional graphene foam supported platinum – ruthenium bimetallic nanocatalysts for hydrogen peroxide based electrochemical biosensors. Biosens. Bioelectron. 2014. 52:1. https://doi.org/10.1016/j.bios.2013.08.025

10. Awasthi S., Pandey S.K., Juyal A., Pandey C.P., Balani K. Synergistic effect of carbonaceous reinforcements on microstructural, electrochemical, magnetic and tribological properties of electrophoretically deposited nickel. J. Alloys Compd. 2017. 711: 424. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.04.003

11. Ahmad A., Qureshi A.S., Li L., Bao J., Jia X., Xu Y., Guo X. Antibacterial activity of graphene supported FeAg bimetallic nanocomposites. Colloids Surf. B Biointerfaces. 2016. 143: 490. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2016.03.065

12. Lisova O.M., Makhno S.M., Gunya G.M., Gorbyk P.P. Synthesis of the composites of grapheme nanoplatelets/(Ni-Co) and their properties. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2017. 8(4): 393. https://doi.org/10.15407/hftp08.04.393

13. Kovalska E.O., Sementsov Yu.I., Kartel M.T., Prikhod'ko G.P. Synthesis of catalysts for growth of carbon nanotubes and testing their effectiveness. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2012. 3(3): 335.

14. Lisova O.M., Abramov M.V., Makhno S.M., Gorbik P.P. Synthesis and Magnetic Characteristics of Ni-Co Nanocomposites. Metallofizika i noveishie tekhnologii. 2018. 40(5): 561.

15. Lapsina P.V. Ph. D (Chem.) Thesis. (Kemerovo, 2013). [in Russian].

16. Hanyuk L.M., Ihnatkov V.D., Makhno S.M., Soroka P.M. Study of the dielectric properties of the fibrous material. Ukr. fiz. zhurn. 1995. 40(6): 627. [in Ukrainian].

17. Sementsov Yu.I., Makhno S.M., Zhuravsky S.V., Kartel M.T. Properties of polyethylene-carbon nanotubes composites. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2017. 8(2):107. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/hftp08.02.107