Синтез и исследование нанокомпозитов гексацианоферрата никеля с благородным металлом серебром

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

В данной работе проводили синтез и исследование нанокомпозитов гексацианоферрата никеля с благородным металлом серебром. Для начала получали наночастицы гексацианоферрата никеля путем смешивания растворов гексацианоферрата калия и хлорида никеля. После в полученные смеси добавляли боргидрид натрия и нитрат серебра с различным объемом для получения наночастиц Ag с массовой долей 0,1, 0,25, 0,5, 1, 2,5, 5%. На следующем этапе образцы измеряли методом динамического рассеяния света. В результате установлена корреляция гидродинамического радиуса от массовой доли наночастиц серебра 0,5% с минимумом R = 9 5 ±5 нм. Далее образцы трехкратно промывали методом центрифугирования, высушивали и измельчали. После образцы исследовали методом сканирующей электронной микроскопии. В результате установлено, что частицы представляют собой кристаллиты диаметром от 20 до 200 нм. В результате энергодисперсионной спектроскопии образцов установлено наличие элементов, характерных для нанокомпозита гексацианоферрата никеля с серебром, а также равномерное распределение элементов Ni и Ag на поверхности образца. На заключительном этапе был проведен рентгенофазовый анализ образца, в результате которого установлено, что в его составе находятся кристаллогидрат гексацианоферрата никеля и фаза наноразмерного серебра с кубической гранецентрированной решеткой.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. А. Пирогов

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9217-6262

лаб.

Россия, Ставрополь

И. М. Шевченко

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0009-0005-9113-9335

к.т.н.

Россия, Ставрополь

А. В. Блинов

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4701-8633

к.т.н., доц.

Россия, Ставрополь

А. В. Татов

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-8842-232X

лаб.

Россия, Ставрополь

А. М. Серов

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-2929-4191

лаб.

Россия, Ставрополь

Д. Б. Голик

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0009-0008-0663-6305

лаб.

Россия, Ставрополь

З. А. Рехман

Северо-Кавказский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: zafrehman1027@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2809-4945

преп.

Россия, Ставрополь

Список литературы

  1. Liu Q. et al. The cathode choice for commercialization of sodium–ion batteries: layered transition metal oxides versus Prussian blue analogs. Advanced Functional Materials. 2020. Vol. 30. No. 14. P. 1909530.
  2. Reguera L. et al. Hydrogen storage in copper Prussian blue analogues: Evidence of H2 coordination to the copper atom. The Journal of Physical Chemistry C. 2008. Vol. 112. No. 40. PP. 15893–15899.
  3. Kaye S.S., Long J.R. Hydrogen Storage in the Dehydrated Prussian Blue Analogues M3[Co(CN)6]2 (M= Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn). Journal of the American Chemical Society. 2005. Vol. 127. No. 18. PP. 6506–6507.
  4. Chapman K.W. et al. Reversible hydrogen gas uptake in nanoporous Prussian Blue analogues. Chemical Communications. 2005. No. 26. PP. 3322–3324.
  5. Cechanaviciute I.A., Schuhmann W. Electrocatalytic Ammonia Oxidation Reaction: Selective Formation of Nitrite and Nitrate as Value–Added Products. ChemSusChem. 2025. P. e202402516.
  6. Kamachi Y. et al. Hydrogels containing Prussian blue nanoparticles toward removal of radioactive cesium ions. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2016. Vol. 16. No. 4. PP. 4200–4204.
  7. Parajuli D. et al. Comparative study of the factors associated with the application of metal hexacyanoferrates for environmental Cs decontamination. Chemical Engineering Journal. 2016. Vol. 283. PP. 1322–1328.
  8. Chen B. et al. pd orbital hybridization induced by CuGa2 promotes selective N 2 electroreduction. Chinese Journal of Structural Chemistry. 2025. Vol. 44. No. 1. P. 100468.
  9. Qin Z. et al. Achieving ultrasmall Prussian blue nanoparticles as high-performance biomedical agents with multifunctions. ACS applied materials & interfaces. 2020. Vol. 12. No. 51. PP. 57382–57390.
  10. Dong Z. et al. Bio-inspired surface-functionalization of graphene oxide for the adsorption of organic dyes and heavy metal ions with a superhigh capacity. Journal of Materials Chemistry A. 2014. Vol. 2. No. 14. PP. 5034–5040.
  11. Ali S. et al. Structural and Mechanistic Studies of γ-Fe2O3 Nanoparticle as Capecitabine Drug Nanocarrier. Chinese Journal of Structural Chemistry. 2018. Vol. 37. No. 3. PP. 375–382.
  12. Tavakoli Z. Theoretical investigation of adsorption effects Granisetron anticancer drug over BN (7, 7-7) nanotube as factor of drug delivery: A DFT study. Chinese J Struct Chem. 2019. Vol. 38. PP. 1421–1431.
  13. Karyakin A.A. Prussian blue and its analogues: electrochemistry and analytical applications. Electroanalysis: An International Journal Devoted to Fundamental and Practical Aspects of Electroanalysis. 2001. Vol. 13. No. 10. PP. 813–819.
  14. Karyakin A.A., Gitelmacher O.V., Karyakina E.E. Prussian blue-based first-generation biosensor. A sensitive amperometric electrode for glucose. Analytical chemistry. 1995. Vol. 67. No. 14. PP. 2419–2423.
  15. Ricci F., Palleschi G. Sensor and biosensor preparation, optimisation and applications of Prussian Blue modified electrodes. Biosensors and Bioelectronics. 2005. Vol. 21. No. 3. PP. 389–407.
  16. Karyakin A.A., Karyakina E.E., Gorton L. Amperometric biosensor for glutamate using Prussian blue-based "artificial peroxidase" as a transducer for hydrogen peroxide. Analytical chemistry. 2000. Vol. 72. No. 7. PP. 1720–1723.
  17. Блинов А.В. и др. Исследование влияния мольного соотношения реагентов на размерные и структурные характеристики наночастиц гексацианоферрата кобальта. Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2022. № 14. С. 39–49.
  18. Vishnu N., Kumar A.S. A new strategy for simple and quick estimation of redox active nickel impurity in pristine SWCNT as nickel hexacyanoferrate by electrochemical technique. Sensors and Actuators B: Chemical. 2017. Vol. 238. PP. 1111–1119.
  19. Bacskai J. et al. Polynuclear nickel hexacyanoferrates: monitoring of film growth and hydrated counter-cation flux/storage during redox reactions. Journal of Electroanalytical chemistry. 1995. Vol. 385. No. 2. PP. 241–248.
  20. Sinha S., Humphrey B.D., Bocarsly A.B. Reaction of nickel electrode surfaces with anionic metal-cyanide complexes: formation of precipitated surfaces. Inorganic Chemistry. 1984. Vol. 23. No. 2. PP. 203–212.
  21. Joseph J., Gomathi H., Rao G.P. Electrochemical characteristics of thin films of nickel hexacyanoferrate formed on carbon substrates. Electrochimica acta. 1991. Vol. 36. No. 10. PP. 1537–1541.
  22. Bagkar N. et al. Synthesis of surfactant encapsulated nickel hexacyanoferrate nanoparticles and deposition of their Langmuir–Blodgett film. Journal of Materials Chemistry. 2004. Vol. 14. No. 9. PP. 1430–1436.
  23. Lipson A.L. et al. Rechargeable Ca-ion batteries: a new energy storage system. Chemistry of Materials. 2015. Vol. 27. No. 24. PP. 8442–8447.
  24. Lamprecht X. et al. Mechanisms of Degradation of Na2Ni[Fe(CN)6] Functional Electrodes in Aqueous Media: A Combined Theoretical and Experimental Study. The Journal of Physical Chemistry C. 2023. Vol. 127. No. 5. PP. 2204–2214.
  25. Lu P. et al. Enhancement in detection of glucose based on a nickel hexacyanoferrate–reduced graphene oxide-modified glassy carbon electrode. Australian Journal of Chemistry. 2013. Vol. 66. No. 8. PP. 983–988.
  26. Choudhury A. Polyaniline/silver nanocomposites: Dielectric properties and ethanol vapour sensitivity. Sensors and Actuators B: Chemical. 2009. Vol. 138. No. 1. PP. 318–325.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Зависимость среднего гидродинамического радиуса частиц от массовой доли наночастиц серебра

Скачать (375KB)
Метаданные
3. Рис.2. Микрофотографии нанокомпозитов гексацианоферрата никеля с благородным металлом серебром с различной массовой долей наночастиц серебра: a – 0,1%; b – 0,25%; c – 0,5%; d – 1%; e – 2,5%; f – 5%

Скачать (2MB)
Метаданные
4. Рис.3. ЭДС–спектры нанокомпозитов гексацианоферрата никеля с благородным металлом серебром с различной массовой долей наночастиц серебра: a – 0,1%; b – 0,25%; c – 0,5%; d – 1%; e – 2,5%; f – 5%

Скачать (627KB)
Метаданные
5. Рис.4. Карты распределения элементов Ni и Ag на поверхности нанокомпозита гексацианоферрата никеля с благородным металлом серебром с массовой долей наночастиц серебра 0,5%: а – распределение элемента Ni; b – распределение элементов Ni и Ag; c – распределение элемента Ag

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис.5. Микроструктура сплава Al-4,98Cu-1,49Mg-0,73Mn-0,04Si-0,07Fe в НС-состоянии: ПЭМ-изображение c электронограммой (a), CПЭМ-изображение со вставкой ЭДС анализа границы зерна (b) [16, 17]

Скачать (32KB)
Метаданные

© Пирогов М.А., Шевченко И.М., Блинов А.В., Татов А.В., Серов А.М., Голик Д.Б., Рехман З.А., 2025