Исследование процессов получения нанопорошка железа при неизотермических условиях

  • Тиен Хиеп Нгуен Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», пр. Ленинский, 4, 119049, г. Москва, Россия; Государственный технический университет им. Ле Куй Дона, ул. Хоангкуоквьет, 236, 100000, г. Ханой, Вьетнам https://orcid.org/0000-0002-3023-556X
  • Ван Минь Нгуен Технологический институт, ул. Каувонг, 3, 100000, г. Ханой, Вьетнам
  • Мань Хунг Нгуен Государственный технический университет им. Ле Куй Дона, ул. Хоангкуоквьет, 236, 100000, г. Ханой, Вьетнам
  • Виталий Николаевич Данчук Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», пр. Ленинский, 4, 119049, г. Москва, Россия

Аннотация

Проведено исследование кинетических параметров процесса получения нанопорошка железа водородным восстановлением гидроксида α-FeOOН при неизотермических условиях. Показано, что восстановление нанопорошка α-FeOOН протекает в интервале температур 180–550 °С с максимальной удельной скоростью при температуре 500 °С. Величина энергии активации процесса восстановления нанопорошка α-FeOOН составила ~ 43 кДж/моль, что говорит о смешанном режиме реагирования. Установлено, что восстановление α-FeOOН при температуре 500 °С обеспечивает получение продукта с необходимыми свойствами. Полученные наночастицы Fe, размер которых – от 70 до 100 нм, имеют округлую форму.

Биографии авторов

Тиен Хиеп Нгуен, Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», пр. Ленинский, 4, 119049, г. Москва, Россия; Государственный технический университет им. Ле Куй Дона, ул. Хоангкуоквьет, 236, 100000, г. Ханой, Вьетнам

лектор кафедры материаловедения факультета механики и машиностроения государственного технического университета им. Ле Куй Дона

Ван Минь Нгуен , Технологический институт, ул. Каувонг, 3, 100000, г. Ханой, Вьетнам

кандидат технических наук; исследователь отдела технологий материалов

Мань Хунг Нгуен, Государственный технический университет им. Ле Куй Дона, ул. Хоангкуоквьет, 236, 100000, г. Ханой, Вьетнам

лектор кафедры материаловедения факультета механики и машиностроения

Виталий Николаевич Данчук, Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», пр. Ленинский, 4, 119049, г. Москва, Россия

магистрант кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов Института новых материалов и нанотехнологий

Литература

  1. Bhushan B, editor. Springer handbook of nanotechnology. 4th edition. Berlin: Springer-Verlag; 2017. 1700 p. DOI: 10.1007/978-3-662-54357-3.
  2. Dahman Y. Nanotechnology and functional materials for engineers. 1st edition. Amsterdam: Elsevier; 2017. 282 p.
  3. Schrick B, Hydutsky BW, Blough JL, Mallouk TE. Delivery vehicles for zerovalent metal nanoparticles in soil and groundwater. Chemistry of Materials. 2004;16(11):2187–2193. DOI: 10.1021/cm0218108.
  4. Crane RA, Scott TB. Nanoscale zero-valent iron: future prospects for an emerging water treatment technology. Journal of Hazardous Materials. 2012;211(212):112–125. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2011.11.073.
  5. Huber DL. Synthesis, properties, and applications of iron nanoparticles. Small. 2005;1(5):482–501. DOI: 10.1002/smll.200500006.
  6. Yan W, Lien HL, Koel BE, Zhang W-X. Iron nanoparticles for environmental clean-up: recent developments and future outlook. Environmental Science: Processes & Impacts. 2013;15(1):63–77. DOI: 10.1039/C2EM30691C.
  7. Konyukhov YuV, Nguyen VM, Ryzhonkov DI. Kinetics of reduction of α-Fe2O3 nanopowder with hydrogen under power mechanical treatment in an electromagnetic field. Inorganic Materials: Applied Research. 2019;10(3):706–712. DOI: 10.1134/S2075113319030171.
  8. Ryzhonkov DI, Konyukhov YuV, Nguyen VM. Kinetic regularities and mechanisms of hydrogen reduction of nanosized oxide materials in thin layers. Nanotechnologies in Russia. 2017;12(11):620–626. DOI: 10.1134/S1995078017060076.
  9. Konyukhov YuV. Heavy-metal extraction from wastewater by means of iron nanopowder. Steel in Translation. 2018;48(2):135–141. DOI: 10.3103/S0967091218020080.
  10. Nguyen TH, Konyukhov YuV, Nguyen VM, Levina VV, Karpenkov DY. [Magnetic properties of Fe, Co, Ni nanopowders produced by chemical-metallurgy method]. In: Lileev AS, compiler. Tezisy XXII Mezhdunarodnoi konferentsii po postoyannym magnitam; 23–27 sentyabrya 2019 g.; Suzdal’, Rossiya [Theses of 22th International conference about permanent magnets; 2019 September 23–27; Suzdal, Russia]. Moscow: Grafit; 2019. p. 104–105. Russian.
  11. Konyukhov YuV, Levina VV, Ryzhonkov DI, Puzik II. [Properties of nanosized iron powders produced by chemical-metallurgy method using surfactants]. Nanotechnologies in Russia. 2008;3(5–6):158–163. Russian.
  12. Kargin DB, Mukhambetov DG, Konyukhov YuV, Altynov EA, Aznabakiev KR. [Magnetic properties of iron and iron oxide nanopowders produced from rolling mill scale]. In: Lileev AS, compiler. Tezisy XXII Mezhdunarodnoi konferentsii po postoyannym magnitam; 23–27 sentyabrya 2019 g.; Suzdal’, Rossiya [Theses of 22th International conference about permanent magnets; 2019 September 23–27; Suzdal, Russia]. Moscow: Grafit; 2019. p. 105–107. Russian.
  13. Nguyen TH, Nguyen VM. The effect of surfactants on the particle size of iron, cobalt and nickel nanopowders. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2020;1:22–28. Russian. DOI: 10.17073/1997-308X-2020-22-28.
  14. Ryzhonkov DI, Arsent’ev PP, Yakovlev VV, Pronin LA. Teoriya metallurgicheskikh protsessov [Theory of metallurgy processes]. Moscow: Metallurgiya; 1989. 392 p. Russian.
  15. Brown МЕ, Dollimore D, Galwey AK, editors. Reactions in the solid state. Amsterdam: Elsevier; 1980. 340 p. (Bamford CH, Tipper CFH, editors. Comprehensive Chemical Kinetics; volume 22). Russian edition: Brown МЕ, Dollimore D, Galwey AK. Reaktsii tverdykh tel. Moscow: Mir; 1983. 360 p. Russian.
  16. Schmalzried H. Chemical Kinetics of Solids. Weinheim: VCH; 1995. 433 p. DOI: 10.1002/9783527615537.
Опубликован
2021-04-12
Ключевые слова: кинетика, нанопорошок железа, неизотермическое условие, дифференциально-разностный метод, энергия активации
Как цитировать
Нгуен, Т. Х., Нгуен , В. М., Нгуен, М. Х., & Данчук, В. Н. (2021). Исследование процессов получения нанопорошка железа при неизотермических условиях. Журнал Белорусского государственного университета. Химия, 1, 28-35. https://doi.org/10.33581/2520-257X-2021-1-28-35