Синтез наночастиц методом парофазного разложения пентакарбонила железа в атмосфере монооксида углерода
NanoMaterials Group, Center for New Materials and Laboratory of Physics, Helsinki University of Tech, Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, г.Санкт-Петербург
Методом парофазного разложения в поточном реакторе синтезированы наночастицы системы железо-углерод. В качестве исходного вещества был использован пентакарбонил железа, который испарялся с контролируемой скоростью в потоке монооксида углерода. Средний размер частиц увеличивался от 15 до 70 нм при увеличении температуры и/или времени реакции. В зависимости от условий эксперимента состав продуктов реакции изменялся в широких пределах: от нанокапсул на базе феррита и аустенита, покрытых углеродом в виде сажи или графита, до цементита или смеси этих фаз в различных соотношениях. Экспериментально определены области получения различных продуктов реакции в зависимости от температуры реактора и расхода монооксида углерода. Установлено, что образование цементита может происходить за счет поверхностной реакции между сконденсированным железом и монооксидом углерода. Предложена полуэмпирическая модель процесса, которая хорошо описывает экспериментально наблюдаемые закономерности процесса образования конечных продуктов.
