Криохимический синтез

Криохимический синтез (англ. cryochemical synthesis, cryochemical processing, cryoprocessing) — совокупность методов синтеза веществ и материалов, основанных на использовании низкотемпературных химических процессов.

Описание

Основные процессы криохимического синтеза с использованием замороженных водных растворов.

Наибольшее распространение получили методы с использованием водных растворов. При этом раствор, суспензия или продукт химического соосаждения компонентов исходного раствора, содержащие катионы синтезируемого материала в стехиометрическом соотношении, подвергаются быстрому замораживанию и сублимационной сушке в вакууме с последующим термическим разложением. Продуктом синтеза обычно является оксидный порошок с размером кристаллитов 40-300 нм, степень агломерации которых существенно зависит от выбора субстанции, подвергаемой замораживанию (раствор/суспензия/осадок). Возможно также удаление льда низкотемпературной экстракцией в полярных органических растворителях (криоэкстракция) и соосаждение компонентов из замороженного раствора в низкотемпературном растворе осадителя (криоосаждение).

При нанесении катализаторов на пористые носители целесообразно использовать метод криопропитки, в котором быстрому замораживанию и сублимационной сушке подвергаются носители, пропитанные раствором каталитически активного компонента. Применение низких температур позволяет значительно повысить однородность распределения микрокомпонента по поверхности носителя.

Некоторые авторы к числу криохимических относят и методы низкотемпературного механохимического воздействия, в частности, криопомол.

Осаждение паров металлов на охлаждаемые до низких температур поверхности в присутствии инертных газов или органических веществ является эффективным методом получения наночастиц металлов размером 1-10 нм (см. криоконденсация, криохимия).

Литература

•  (англ.) Tretyakov Yu.D., Oleynikov N.N., Shlyakhtin O. A. «Cryochemical technology of advanced materials», — London: Chapman & Hall, 1997. — 319 p.
•  (англ.) Tretyakov Yu.D., Shlyakhtin O. A. «Recent progress in the cryochemical synthesis of oxide materials» // J. Mater. Chem. 1999. V. 9. P. 19-24.
• Третьяков Ю. Д. «Низкотемпературные процессы в химии и химической технологии» // Соросовский образовательный журнал. 1996. № 4. С. 45-51.
• Шабатина Т. И., Сергеев Г. Б. «Реакции при низких температурах в химии наносистем» // Успехи химии. 2003. Т. 72, № 7. С. 643—663.