Золь-гель-метод. 
Изучение влияния магнитных полей на структурную организацию наночастиц кобальта в нанокомпозитных полимерных материалах

Золь-гель-метод широко применяется в ряде технологий. В нанотехнологии он обычно используется для получения оксидов металлов, но может быть применен и для синтеза наноразмерных металлов и «сплавных» биметаллических и гетероэлементных частиц. Так, восстановление ионов Ni2+и Fe2+, внедренных в силикагель в соотношении 3:1, водородом при 733−923 Приводило к образованию внутри матрицы Si02наночастиц (от 4 до 19 нм) состава Ni3Fe [19].

Восстановление ионов металлов тетрагидроборатами щелочных металлов и боразотоводородными соединениями

Боргидриды (тетрагидробораты) щелочных металлов MBH4 являются одними из сильных и наиболее широко используемых восстанавливающих реагентов. Они проявляют восстановительные свойства в любой водной среде — кислой, нейтральной, щелочной. При этом редокс-потенциал MBH4 изменяется от — 1,24 В в щелочной среде до — 0,48 В в кислой [20]. Восстановительная активность тетрагидроборатных растворов возрастает с повышением кислотности, что связано с ускорением реакции гидролиза боргидрид-аниона и образованием промежуточных продуктов (B2H6, BH (OH) 2, BH (OH) 3-), которые являются еще более сильными восстановителями, чем BH4 — анион.

Большинство катионов переходных металлов восстанавливаются боргидридами щелочных металлов. Окислительно-восстановительные реакции с BH4- анионом идут, если стандартный редокс-потенциал восстанавливаемого иона металла находится в интервале от — 0,5 В до — 1,0 В. ферромагнитный металл ультразвук ион Восстановление простых и комплексных ионов металлов боргидрид-анионом протекает через образование активных комплексов с мостиковыми связями М-Н-В (внутрисферный механизм) и последующим переносом атома водорода, разрывом мостиковой связи, окислительно-восстановительной реакцией, а также разрывом М-Н-связи. Образовавшийся при этом боран ВН3 далее гидролизуется:

ВН3 + 3Н2О В (ОН) 3 + 3Н2.

либо каталитически разлагается на поверхности образующихся металлических наноразмерных частиц до элементного бора ВН3 + М В + 1,5Н2 + М, который осаждается и в виде примеси присутствует в металле.

Нанодисперсные золи переходных металлов получают восстановлением растворов соответствующих солей свежеприготовленным раствором боргидрида с присутствием стабилизатора, например ПВС или ПАК, различных ПАВ и пр. Регулирование размеров металлических наночастиц при боргидридном восстановлении можно осуществлять и комплексным восстановлением. Для этого наряду с тетрагидроборатом используется более слабый восстановитель, например цитрат-анион [20].

Известно, что боргидрид-анион может и сам выступать в качестве стабилизатора образующихся наночастиц. Так, в работе [20] был осуществлён синтез золей серебра с использованием избытка боргидрида натрия. Избыток BH4- анионов адсорбируется на поверхности образующихся наночастиц и препятствует их коагуляции. Полученные таким образом золи сохраняют устойчивость в течение длительного времени.

В настоящее время боргидридный метод восстановления золей металлов является наиболее распространённым в процессах синтеза НРЧ металлов как в гомогенных, так и в гетерогенных системах. Это объясняется как высокой реакционной способностью боргидрид-аниона (по сравнению с цитрат-ионом и углеводами), так и удобством в использовании (по сравнению с восстановлением газообразным водородом и физическими методами) и невысокой токсичностью (по сравнению с гидразином и гидроксиламином) [21].