Работа, выполненная на предыдущем этапе, позволила решить ряд задач, поставленных перед нами, направленных на воспроизводимый синтез оксида алюминия наноразмерной дисперсности.
Так основным направлением синтеза был выбран золь-гель метод как наиболее гибкий с точки зрения возможности влияния на дисперсность конечного продукта. На данном этапе работы была поставлена задача создания воспроизводимой методики для получения тонкодисперсного оксида алюминия с размерами частиц 40-80 нм.
Отметим, какие из стадий процесса возможно подвергнуть модифицированию для решения проблемы.
Концентрации исходных реагентов При уменьшении исходных концентраций нитрата алюминия и осадителя (раствора аммиака) можно добиться снижения локальных превышений концентраций, которые ведут к преждевременному осаждению продукта из раствора.
Порядок добавления реагентов С той же целью был предложен измененный порядок добавления реагентов. Напомним, в стандартной золь-гель методике использовалось прикапывание осадителя к раствору нитрата алюминия. При параллельном прибавлении обоих реагентов к дистиллированной воде значительно снижается как средняя концентрация, так и мнгновенная концентрация продукта в каждом объеме раствора.
Стабилизация системы В случае проведения процесса золь-гель методом для недопущения смещения равновесия (золь-гель – раствор-осадок) необходимо вводить стабилизирующие добавки. Для наших целей требуется использование поверхностно-активных добавок, которые наряду с возможностью стабилизации коллоидной системы должны обладать хорошей растворимостью в воде.
Влияние рН среды Значительное влияние на размер образующихся частиц, а также на их химический состав, имеет кислотность среды. На этот фактор наиболее просто осуществлять воздействие. Кроме заметного изменения на скорости и степени аггрегации можно добиться превращения условного гидроксида алюминия в комплексное соединение (в случае использования гидроксида аммония в качестве осадителя) или в металюминат щелочного металла (если применять щелочь).
Из четвертого пункта вытекает следующий – процесс выделения В случае, если нам удается получить гидроокись алюминия, координированную с водой, процесс выделения сводится к разделению реакционной среды на фазы – раствор и осадок. Или же нам приходится производить разложение продуктов реакции, сдвигая рН в сторону 7, где эти продукты превращаются в требуемый по условиям синтеза гидроксид алюминия – наиболее доступное сырье для дальнейшей конверсии в оксид. Также по литературным данным имеет значение время нахождения осадка в растворе, во время которого происходит так называемый процесс старения. Для разных типов осадков известны оптимальные времена старения, следовательно на влиянии данного фактора мы останавливаться отдельно не станем.
Сорбированная вода После отделения твердой фазы от раствора предстоит удаление физически сорбированной воды, что достигается прогреванием осадка при невысоких температурах (100-140°С). Как будет показано в дальнейшем вода, находящаяся в порах оксида алюминия может способствовать повышению дисперсности получаемого осадка.
На данном примере показана возможность использования решений, разработанных в восьмидесятые-девяностые годы прошлого века, с обязательным модифицированием процессов для преобразования макро- и микрообъектов, перевод их в нано-плоскость.
Работы выполнена при поддержке ФЦП «Кадры» ГК 2117.
Присылайте свои научные статьи на электронный адрес admin@xumuktutor.ru, и мы опубликуем их абсолютно бесплатно на страницах нашего сайта. Ваши научные достижения станут известны всем (или почти всем).
Приглашаем к сотрудничеству преподавателей, аспирантов и успешных выпускников для выполнения студенческих работ на заказ (рефератов, курсовых и контрольных работ). Подробнее >>
smart 609354696
Smart_art13