Предложен простой и быстрый способ синтеза нанокристаллов борида кобальта
Ученые из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН разработали одноступенчатый и энергосберегающий метод получения нанокристаллического борида кобальта, применяемого в качестве антикоррозионного и износостойкого покрытия для металлических деталей, а также катализатора для получения водорода и кислорода. Предложенный метод перспективен для синтеза наночастиц борида кобальта высокой чистоты и обеспечивает снижение энерго- и трудозатрат.
Бориды металлов привлекли внимание многих химиков-материаловедов в связи со своими замечательными физико-химическими свойствами, такими как прочность, тугоплавкость, стойкость к окислению, износу. Также вещества обладают высокими каталитическими характеристиками и могут быть использованы в качестве анодных материалов в батареях.
На сегодняшний день бориды переходных металлов получают, как правило, в виде аморфных порошков, что может приводить к наличию примесей и дефектов в конечном материале. Именно поэтому гораздо ценнее их сверхчистые нанокристаллические формы. Одним из возможных способов стабилизации наночастиц является использование каркасов, способных инкапсулировать бориды металлов. Для такой задачи перспективно использовать термическую плазму, однако процесс многоступенчатый и занимает много времени.
Московские химики предложили получать нанокристаллические бориды металлов из координационных соединений, содержащих энергоемкие кластерные анионы бора. Они разлагаются при 900°C в атмосфере аргона всего в одну стадию.
«При этом мы обнаружили, что варьирование природы используемого кластерного аниона бора (количество атомов бора в составе кластера, наличие различных функциональных групп) может влиять как на фазовый состав, так и на структурные особенности образующегося моноборида кобальта. В частности, можно получить наночастицы борида кобальта на поверхности бор-нитридной матрицы или в виде индивидуального соединения. Это расширяет круг потенциальных применений и возможности масштабирования», — рассказала доктор химических наук Елена Малинина, главный научный сотрудник лаборатории химии легких элементов и кластеров ИОНХ РАН.
Основываясь на результатах работы предлагается масштабировать технологический процесс для промышленного синтеза борида кобальта. Авторы планируют развивать разработанную методику и опробовать ее для получения боридов меди и редкоземельных металлов.
