Северо-Кавказский федеральный университет (Ставрополь, Россия)
И. С. Чикулина, старший научный сотрудник департамента науки, iraaaa@yandex.ru
Д. С. Вакалов, заведующий сектором физико-химических методов исследования, канд. физ.-мат. наук, dvakalov@ncfu.ru
О. В. Вакалова, старший научный сотрудник департамента науки, Tigra55586@mail.ru
Е. Д. Назаретова, лаборант Департамента функциональных материалов и инженерного конструирования, студент, ekaterina.nazaretova@mail.ru
Проведено исследование влияния условий синтеза порошков оксида никеля, полученных из ((Ni(OH)2), на гранулометрический состав образцов. Синтез порошков прекурсоров проводили методом прямого осаждения с использованием 0,5 М растворов хлорида никеля (NiCl2·6H2O) и шестиводного нитрата никеля (Ni(NO3)2·6H2O). Из растворов никельсодержащих солей осаждали гидроксид никеля (Ni(OH)2) при помощи 3 М раствора аммиака (NH3) до установления pH 6,5. Точный контроль водородного показателя во время синтеза обеспечивает контролируемый рост частиц и стабильность коллоидной системы. Полученные образцы сушили при 120 °C на протяжении 16 ч, затем проводили 2-стадийный низкотемпературный синтез оксида никеля (NiO) из Ni(OH)2 при температуре 400 и 800 °C. Установлено, что температурная обработка существенно влияет на агрегацию частиц и формирование структуры агрегатов. Грануло метрический состав образцов, полученных на разных стадиях низкотемпературного синтеза определяли на лазерном анализаторе размеров частиц Shimadzu SALD-7500 nano. Было установлено, что наиболее мелкие частицы формируются при использовании раствора NiCl2, что может быть связано с различиями в механизме осаждения и скорости роста кристаллитов. По разработанной методике были получены нанопорошки NiO с объемным распределением по размерам: D10 – 0,05 мкм; D50 – 0,15 мкм; D90 – 0,69 мкм, что подтверждает эффективность выбранных условий синтеза. В результате проведения этой работы была разработана методика синтеза нанопорошков NiO с контролируемыми размером и морфологией частиц.
1. Narender S. S. et al. Nickel oxide nanoparticles: a brief review of their synthesis, characterization, and applications // Chemical Engineering & Technology. 2022. Vol. 45, Iss. 3. P. 397–409.
2. Diao C. C. et al. Morphological, optical, and electrical properties of p-type nickel oxide thin films by nonvacuum deposition // Nanomaterials. 2020. Vol. 10, Iss. 4. С. 636.
3. Kaur N. Nickel oxide nanostructures for gas sensing: recent advances, challenges, and future perspectives // ACS sensors. 2025. Vol. 10, Iss. 3. С. 1641–1674.
4. Свириденко Н. Н., Уразов Х. Х., Сударев Е. А. Влияние оксида никеля на состав продуктов каталитического крекинга тяжелой нефти Зюзеевского месторождения // Вестник Томского государственного университета. Химия. 2022. № 28. С. 22–33.
5. Abbas M. et al. Structural, optical and electrical properties of NiO thin films for hole transport layer in chalcogenide and perovskite materials based solar cells // Chalcogenide Letters. 2025. Vol. 22, Iss. 7. С. 381–390.
6. Yu X. et al. Controlled NiO x defect engineering to harnessing redox reactions in perovskite photovoltaic cells via atomic layer deposition // ACS Applied Materials & Interfaces. 2024. Vol. 16, Iss. 24. P. 31114–31125.
7. Шкерин С. Н. и др. Дефектная структура допированного литием оксида никеля // Физика твердого тела. 2023. Т. 65, № 10. С. 1795–1801.
8. Карпов И. В. и др. Исследование электрохимических свойств электрода суперконденсатора на основе оксида никеля вакуумно-дугового синтеза // Письма в Журнал технической физики. 2024. Т. 50, № 3. С. 7–9.
9. Dhas S. D. et al. Sol-gel synthesized nickel oxide nanostructures on nickel foam and nickel mesh for a targeted energy storage application // Journal of Energy Storage. 2022. Vol. 47. 103658.
10. Tran T. T. B., Park E. J., Son J. T. Optimization of hydrothermal synthesis of nickel oxide with flower-like structure // Korean Journal of Chemical Engineering. 2024. Vol. 41, Iss. 2. P. 473–478.
11. Ahmaruzzaman M. Metal oxides (ZnO, CuO and NiO)-based nanostructured materials for photocatalytic remediation of organic contaminants // Nanotechnology for Environmental Engineering. 2023. Vol. 8, Iss. 1. P. 219–235.
12. Salleh N. A. et al. Microwave assisted synthesis of nickel oxide nanoparticles at different pH via sol gel method: Experimental and first-principles investigations // Inorganic Chemistry Communications. 2024. Vol. 164. 112415.
13. Зеленский В. А. и др. Микро-и наномодификация структуры при циклической окислительно-восстановительной обработке пористого никеля, спеченного с использованием порообразователя // Перспективные материалы. 2022. № 11. С. 69–78
14. Скундин А. М. и др. Влияние состава литийсодержащего электролита на электрохимические характеристики слоистого оксида никеля, кобальта и алюминия // Журнал физической химии. 2025. Т. 99, № 10. С. 1589–1594.
15. Ivanova T., Harizanova A., Petkov N. Optical, electrical, and structural properties of nio thin films, derived by sol–gel method // Gels. 2025. Vol. 11, Iss. 12. 944.
16. Praveenkumar V. et al. Effect of fuel concentration on structural, vibrational, morphological properties and particle stability of NiO nanoparticles // Ceramics International. 2022. Vol. 48, Iss. 24. P. 37027–37031.
17. Ozmen O. et al. Efficient and controlled nano-catalyst solid-oxide fuel cell electrode infiltration with poly-norepinephrine surface modification // Journal of Power Sources. 2021. Vol. 485. 229232.
18. Nizam N. S. A. M. et al. Strategies for enhancing the stability and performance of nickel-based catalysts in solid oxide fuel cells: A review // Journal of Alloys and Compounds. 2025. Vol. 1033. 181263.
19. Lee H., Baek J., Choi M. Recent advances and challenges in degradation issues of direct ammonia solid oxide fuel cells: comprehensive review // Journal of Materials Chemistry A. 2025. Vol. 13, Iss. 26. P. 20080–20103.
20. Симоненко Т. Л. и др. Гидротермальный синтез оксида никеля с иерархической организацией частиц в присутствии триэтаноламина // Журнал неорганической химии. 2022. Т. 67, № 5. С. 575–581.
21. Zhang Z. et al. Achieving high stability in nickel-based solid oxide fuel cell stacks with direct internal reforming of methane // International Journal of Hydrogen Energy. 2025. Vol. 106. P. 1285–1295.
22. Timurkutluk B., Ucar E. A route for enhancing the performance of solid oxide fuel cell anodes produced from commercial powders // Journal of Power Sources. 2025. Vol. 625. 235715.
23. Maccato C. et al. Plasma-assisted fabrication of NiO nano architectures: from design to oxygen evolution electrocatalysis // Catalysis Science & Technology. 2025. Vol. 15, Iss. 21. P. 6358–6371.
24. Sun Z. et al. Hard lewis acid sites modulate competitive adsorption in nickel oxide for efficiency 5-hydroxymethylfurfural oxidation // Advanced Functional Materials. 2026. Vol. 36, Iss. 11. e16593.
25. Mahmud M. et al. A concise review on applications of nickel oxide nanoparticles and their extraction parts // International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research. 2025. Vol. 13, Iss. 3. P. 317–340.
26. Ahmad W. et al. A review on current trends in the green synthesis of nickel oxide nanoparticles, characterizations, and their applications // Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management. 2022. Vol. 18. 100674.
27. Silva F. A., Salim V. M. M., Rodrigues T. S. Controlled nickel nanoparticles: a review on how parameters of synthesis can modulate their features and properties // Applied Chem. 2024. Vol. 4, Iss. 1. P. 86–106.
28. Mou J. et al. Nickel oxide nanoparticle synthesis and photocatalytic applications: evolution from conventional methods to novel microfluidic approaches // Microfluidics and Nanofluidics. 2022. Vol. 26, Iss. 4. 25.
29. Hassan M. R. et al. Synthesis and applications of nickel nanoparticles (NiNPs)—comprehensive review // JUC. 2023. Vol. 19. С. 9–37.