Нанокіріспе: «Төменнен-жоғары» әдістер. Олардың түрлерін келтіріп, рөлін түсіндіру
жүктеу/скачать 1,39 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Карбонизация әдісін бағалау.
| Плазмохимиялық синтез.
Төменнен жоғары әдістердің бірі болып саналады. Бұл әдіс газ фазасынан наноөлшемді бөлшектердің конденсациялануы жүзеге асатын плазма ағынының жылдам салқындауына негізделген. Салқындатудың жоғары жылдамдығы бөлшектердің өлшемдерінің өсуіне және олардың соқтығысқан кезде бірігуіне мүмкіндік бермейді.Реакциялар туынтектерінің түзілуінің жоғары жылдамдығын және олардың өсуінің ең аз жылдамдығын беретін тепе-тең емес шарттарда жүзеге асады. Плазмохимиялық синтез үшін(3500-7500) азоттың,аммиактың, көмірсутектің, аргонның және т.б.доғалық, жоғары немесе аса жоғары жиілікті разрядтарда алынған төменгі температуралы плазма қолданылады.Мұндай температуралар плазмада электрондар мен иондардан басқа қозған күйде тұратын,радикалдар мен бейтарап бөлшектердің бар екендігін жоққа шығармайды.Бұл реакцияның жылдам өтуіне әкеледі және оларда барлық бастапқы заттар қатысады. Бұл әдіс көбінесе жоғары дисперсті нитридтер, карбидтер, боридтер және оксидтер алу үшін қолданылады.Бастапқы шикізат ретінде сол элементтердің өзін, олардың галогенидтерін және басқа да қосылыстарын қолданады.Бастапқы шикізатқа, синтездеу технологиясына және реактор типіне байланысты бөлшектерінің өлшемі 10 нм-ден бастап 1-5 мкм дейінгі наноұнтақтарды алуға болады.Плазмохимиялық синтез жоғары өнімділікті қамтамасыз ете алады, алайда оның басты кемшілігі осы үдеріс нәтижесінде алынған ұнтақ бөлшектерінің диаметрінің айырмашылығы үлкен болады,яғни үдерістің селективтілігі төмен. Карбонизация әдісін бағалау. Белгілі бір материалды айтып(мысалы, рисовая шелуха), бірінші оны жуады, шаяды, кептіреді, стадияларды айтып,температураны айту.Схема көрсету.Шикізат өнімдері қалдықтарынан алу.Алынған өнімді активация жасаймыз, ғалымдар оны әртүрлі сілтілермен жасайды, мысалы КОН.Температура айтып кету маңызды.Активтелген көмірлерді болашақта қолдану аясы кең.Мысалы,батарея, суперконденсатор сияқты. Алдын-ала бастапқы матрицалар дайындалады. Барлық үлгілер тазартылады, карбонизациялау үшін үлгілер кептіріледі, содан соң ұсақталынады. Көміртектендіру үшін бастапқы тазартылған үлгі, мысалы, саздың бір түрі аздап дистильденген суға «түседі», содан кейін одан ұсақ жіңішке үлгілер жасайды және берілген шарттарда кептіреді. Карбонизациялау үдерісі басталмас бұрын, сорбенттердің жаңа түрлерін өңдеу кезінде, үлгілердің толық физико-химиялық талдауын жүзеге асыру қажет. Ары қарай, үлгілер реактор көлеміне енгізіледі, матрицада көміртекті нанобөлшектердің синтезін бастайды. Ыстыққа төзімді хромды болаттан жасалған реактор ЖПИ - да жасалған, қыздырғыш пен айналдыру механизмімен жабдықталған. Реактор температурасы 5 оС дәлдікпен ұсталынып тұрады. Жүктеме 500 грамм катализаторге дейін. Реактордың реакциялық камерасының көлемі 3000 см3 Бұл әдісте де түзілу жылдамдығы, жалпы саны, түрі немесе алынған сорбенттегі көміртекті нанобөлшектердің түрлерінің қатынасы немесе түрі үдеріс температурасынан, газ ағынының жылдамдығынан және температурадан тәуелді болады. Сондықтан әрбір нақты жағдайларда бұл шарттар жеке беріледі. Аса күшті сорбциялық сипаттамалар 600 – 700 оС температураларда жүзеге асады. Көміртектендіру немесе карбониздеу уақыты көбінесе тұрақты (60 минут). Газ қоспаларының берілу жылдамдығы минутына 10 – нан 50 мл – ге дейін. Реактор жұмысының температурасының мүмкін диапазоны 250 – 1000 оС арасында 25, 50, 100 градустарда болады. Карбониздеу үдерістері инертті газдар (Ar, H2, He) токтарында жүргізіледі. Карбонизация кезінде композициялық материалдың құрылымы айтарлықтай өзгереді және сызаттардың дамуы байқалады, бұл полимер матрицасының және талшық матрицасының шекарасының бұзылуына, сондай-ақ материалдың шөгуіне және матрицаның бөлінуіне байланысты болуы мүмкін. карбонизация-соңғы өнімдегі көміртектің құрамын арттыру мақсатында шикізатты ауаға қол жеткізбей термиялық өңдеу әдісі. күріш қауызын карбонизациялау инертті ортада электр қызуы бар пеш реакторында жүргізілді.КҚ ілмегі кварц реакторына орналастырылады.Реакторды қыздыру никель-хром орамасына кернеу беру арқылы қамтамасыз етіледі.Температура вольтметрмен реттеледі.Сыртта оқшаулау үшін реактор асбест төсенішімен оралған.Карбонизация процесінде бөлінетін бу-газ өнімдерін алу үшін конденсация жүйесі қарастырылған.Температура 500-800 градус цельсий.Синтезделген үлгілер ұсақталып, біртекті ұнтақ алу үшін зертханалық електен өткізілді. Алынған өнім су буымен активацияланады,яғни кварц колбасына салынып 900 градус цельсийда қызыдырылады.Кейін алынған өнім химиялық активациядан өтеді,яғни фосфор қышқылы/цинк хлориді ерітіндісімен жуылады.Кейін өнімді қыздырып,кептіреді,кварц рнакторға 1 сағат 500 градусқа қояды. Белгілі бір материалды айтып(мысалы, рисовая шелуха), бірінші оны жуады, шаяды, кептіреді, стадияларды айтып,температураны айту.Схема көрсету.Шикізат өнімдері қалдықтарынан алу.Алынған өнімді активация жасаймыз, ғалымдар оны әртүрлі сілтілермен жасайды, мысалы КОН.Температура айтып кету маңызды.Активтелген көмірлерді болашақта қолдану аясы кең.Мысалы,батарея, суперконденсатор сияқты.
жүктеу/скачать 1,39 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|