Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
Тип файла:
ppt / pptx (powerpoint)
Всего слайдов:
15 слайдов
Для класса:
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
Размер файла:
1.04 MB
Просмотров:
79
Скачиваний:
0
Автор:
неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд![ИНТЕРКАЛИРУЕМЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img0.jpg)
Содержание слайда: ИНТЕРКАЛИРУЕМЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ
и технология их синтеза пропиткой
№2 слайд![ИНТЕРКАЛИРУЕМЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img1.jpg)
Содержание слайда: ИНТЕРКАЛИРУЕМЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ
Интеркалируемые матрично-пористые нанокомпозиты создают для улучшения свойств или генерирования новых свойств (магнитность, каталитическая активность, сенсорность, фотолюминисцентность) пористых матриц.
Классическими примерами пористых матриц для интеркалируемых нанокомпозитов являются:
неорганические нанопористые вещества (активированный уголь, опал, силикагель, алюмогель, цеолит);
органические полисорбы (например, сополимер стирола и дивинилбензола);
нанотрубки;
нанопорошки.
№3 слайд![ИНТЕРКАЛИРУЕМЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img2.jpg)
Содержание слайда: ИНТЕРКАЛИРУЕМЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ
Свойства пористых матриц
№4 слайд![ИНТЕРКАЛИРУЕМЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img3.jpg)
Содержание слайда: ИНТЕРКАЛИРУЕМЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ
Свойства пористых матриц
№5 слайд![ИНТЕРКАЛИРУЕМЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img4.jpg)
Содержание слайда: ИНТЕРКАЛИРУЕМЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ
и технологии их синтеза
№6 слайд![Технологии синтеза](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img5.jpg)
Содержание слайда: Технологии синтеза матрично-пористых нанокомпозитов пропиткой и заполнением пустот
№7 слайд![. Физико-химическая](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img6.jpg)
Содержание слайда: 1. Физико-химическая технология синтеза интеркалируемых нанокомпозитов пропиткой
№8 слайд![ПРИМЕРЫ синтеза](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img7.jpg)
Содержание слайда: ПРИМЕРЫ синтеза матрично-пористых нанокомпозитов пропиткой
1.1. Синтез интеркалируемого нанокомпозита: активированный уголь СКМ/Eu2O3. Активированный уголь пропитывали водным раствором нитрата европия, длительно выдерживали (для осуществления ионного обмена между ионно-обменными центрами активированного угля и ионами европия), с последующей сушкой и прокаливанием при 600° С в атмосфере гелия. В мезопорах СКМ обнаружены кластеры оксида европия размером 80 нм:
4Eu(NO3)3 → 2Eu2O3 + 12NO2 + 3O2.
Синтезированный нанокомпозит может быть использован в качестве катализатора для получения непредельных одноатомных спиртов из предельных двухатомных или поглотителя нейтронов в реакторах (для защиты от излучения).
Дополнительная пропитка наносистемы раствором FeCl3 (до отжига) уменьшает размер кластеров Eu2O3 до 20 нм (в мезопорах СКМ) и приводит к появлению кластеров Fe2O3 (в макропорах).
№9 слайд![ПРИМЕРЫ синтеза](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img8.jpg)
Содержание слайда: ПРИМЕРЫ синтеза матрично-пористых нанокомпозитов пропиткой
1.2. Синтез интеркалируемого нанокомпозита: активированный уголь медицинский / Fе3О4. Активированный уголь пропитывали водным раствором оксалата железа (0,5 г/л) с последующим прокаливанием при 300° С (для термического разложения соли), и затем – восстановлением в токе водорода при 600° С в течение 1 ч.
В мезопорах угля обнаружены (после разложения оксалата железа) кластеры оксида железа размером около 7 нм и кластеры металлического железа размером 15 нм:
4FеС2O4 → Fe + Fе3О4 + 4СО + 4СО2.
После восстановления в токе водорода размер кластеров в порах активированного угля увеличивался до 12 нм для оксида железа и 30 нм для металлического железа.
Синтезированный нанокомпозит (на основе активированного угля с магнитными нанокластерами Fе3О4 + Fe в мезопорах) может быть использован в качестве эффективной среды (переносчика) при направленном транспорте лекарств. Так, если одновременно включить магнитные кластеры и лекарственные молекулы в поры такой наносистемы, то, воздействуя магнитным полем (с индукцией 0,1-1,0 Тл), можно добиться направленного транспорта лекарств.
№10 слайд![ПРИМЕРЫ синтеза](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img9.jpg)
Содержание слайда: ПРИМЕРЫ синтеза матрично-пористых нанокомпозитов пропиткой
1.3. Синтез интеркалируемого нанокомпозита: опал/ (РЗМ)2О3, где РЗМ = Nd, Eu, Sm, Gd, Tb, La, Ce, Sc, Y. Пористую опаловую матрицу (SiO2) пропитывали водным раствором нитрата РЗМ (Nd(NO3)3), а затем прокаливали в воздушной атмосфере при 900° С в течение 1 ч (для появления фотолюминесценции образующегося оксида РЗМ). Варьировали концентрацию раствора нитрата и количество процедур (пропитка + термообработка).
Методом электронной микроскопии исследовали степень заполнения пор опаловой матрицы нерастворимым и жаростойким оксидом редкоземельного элемента (рис. 2). На первом этапе на поверхности наносфер SiO2 формируется тонкая пленка (толщиной до 10 нм) оксида. Далее оксид начинает постепенно заполнять межсферическое пространство опаловой матрицы в виде кластеров.
Рис. 2. РЭМ-изображения опаловых матриц при малой (а) и большой (б) степени заполнения
межсферических пор оксидом РЗМ
Синтезированный нанокомпозит может быть использован в качестве поглотителя газов или катализатора – для крекинга нефти.
№11 слайд![ПРИМЕРЫ синтеза](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img10.jpg)
Содержание слайда: ПРИМЕРЫ синтеза матрично-пористых нанокомпозитов пропиткой
1.4. Синтез интеркалируемого нанокомпозита: органический полисорб/ Fе(ОН)3. Полисорб (оганический сорбент сополимера стирола и дивинилбензола) пропитывали водным раствором хлорного железа, затем через слой сорбента пропускали поток воздуха с содержанием аммиака 10-2–10-3 % (для изменения рН).
Методом мессбауэровской спектроскопии установлено коллективное образование на стенках нанопор полисорба нерастворимых кластеров Fе(ОН)3 размером 3 нм:
FeCI3 + 3NH3 + 3Н2О = Fe(OH)3 + 3NH4Cl.
Показано, что размер кластеров Fе(ОН)3 определяется размером пор в органической матрице и исходной концентрацией ионов Fe3+ в растворе.
Синтезированный нанокомпозит может быть использован для эффективной очистки газов от сероводорода.
№12 слайд![. Физико-химическая](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img11.jpg)
Содержание слайда: 2. Физико-химическая технология синтеза интеркалируемых нанокомпозитов заполнением пустот в нанопорошках
Технология основана на заполнении пустот в нанопорошке тугоплавкого соединения (например, оксидной керамики) материалом, образующимся в результате химического взаимодействия металлического расплава (перегретого выше температуры плавления металла на 500–700 оС) с газообразным окислителем.
В качестве исходных металлов могут быть использованы легкоплавкие - Sn, Pb, Zn, Al, Ti; а в качестве газообразных компонентов - O2, N2, CO2, NH3, H2. Тогда продуктом реакции между расплавом металла и газом в ходе реакционной пропитки могут стать кристаллы различных соединений (например, оксидов, карбидов, нитридов - Al2O3; TiC; Sn3N4), играющих роль наполнителя в матрице нанопорошка тугоплавкого соединения.
Основным условием, обеспечивающим процесс синтеза, является проницаемость порового пространства матрицы (нанопорошка) для наполнителя (или его компонентов – расплава металла и окислителя) в сжиженном состоянии (низкое поверхностное натяжение – менее 200 мН·м-1 ).
Данная технология является разновидностью технологии направленной реакционной пропитки (НРП или Lanxide process), разработанной для синтеза композитов, и связанной с самопроизвольной миграцией металлического расплава (перегретого выше температуры плавления металла), по направлению к воздействующему на него газообразному окислителю.
№13 слайд![Технология синтеза](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img12.jpg)
Содержание слайда: Технология синтеза интеркалируемых нанокомпозитов заполнением пустот в нанопорошках
Иллюстрация метода направленной реакционной пропитки (рис. 3)
№14 слайд![. Электрохимическая](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img13.jpg)
Содержание слайда: 3. Электрохимическая технология синтеза интеркалируемых нанокомпозитов конверсией поверхности нанотрубок
Технология основана на электрохимическом преобразовании поверхностного состава оксидных нанотрубок материалом, образующимся в результате катодной или анодной поляризации нанотрубок в неводном электролите.
В качестве прекурсора используют неводные растворы солей щелочного металла (обычно перхлораты – при катодной поляризации и фториды – при анодной ).
В качестве растворителей соли используют безводные пропиленкарбонат, ацетонитрил, диметилсульфоксид, формамид.
Технология нашла широкое применение для электрохимической конверсии поверхности нанотрубок (нанопор) предварительно оксидированного металла с переменной степенью окисления (Ti, Mn, Fe, Ni, Cu, V, Pb, Bi, Sb и др).
В результате катодной конверсии: катион щелочного металла из неводного электролита (Li+) внедряется в решетку восстанавливаемого оксида (с образованием бронзы щелочного металла, например титаната лития).
В результате анодной конверсии: анион соли (F–) интеркалирует в решетку окисляемого оксида (с образованием, например оксифторида марганца).
№15 слайд![Электрохимическая технология](/documents_6/becb6cc63dcc70d7369d70a33022bef6/img14.jpg)
Содержание слайда: Электрохимическая технология синтеза интеркалируемых нанокомпозитов конверсией поверхности нанотрубок