химия, решение задач по химии, репетитор по химии

Навигация по сайту



Новинка!!! Видеоуроки по химии
Узнай подробности прямо сейчас!

Для содержимого этой страницы требуется более новая версия Adobe Flash Player.

Получить проигрыватель Adobe Flash Player


В 1817 году шведским химиком И.Берцелиусом был открыт новый элемент. Обнаружив, что выделенный им новый элемент очень похож на теллур и сопутствует теллуру, Берцелиус назвал его селеном в честь Селены - Луны ('теллурис' по-латински означает 'Земля'). Этот элемент мало распространен в природе. Селен может существовать в виде разных модификаций (видоизменений): есть аморфный красный селен - красно-бурый порошок, а есть кристаллический серый - наиболее устойчивая модификация. На практике селен применяется довольно широко. Серый селен обладает полупроводниковыми свойствами, поэтому его используют в фотоэлементах и фотоэкспонометрах, в полиграфических машинах. Значительна биологическая роль селена. Медики обнаружили селен в сетчатке глаз человека, животных и птиц. У зоркого орла содержание селена в сетчатке в сто раз больше, чем у человека.

Электронный журнал сайта xumuktutor.ru - это интересные факты из жизни известных химиков, загадочные химические явления, удивительные химические вещества и аудио- и видеопомощь по химии. Посетите наш электронный журнал для студентов и школьников!





Способы производства дисперсии наноматериалов и продуктов на ее основе


Достижения в области химии на xumuktutor.ru

↑ Grab this Headline Animator

Изобретение относится к композиции материала, содержащей концентрированную дисперсию из наноматериала и композиции растворителя, к продукту, приготовленному с использованием данной композиции, и способам приготовления данной композиции. Сущность изобретения заключается в том, что получают композицию материала, содержащую концентрированную дисперсию из наноматериала и композиции растворителя, в которой объемная плотность концентрированной дисперсии по меньшей мере в три раза более высокая, чем объемная плотность наноматериала в сухой форме, концентрат требует меньшего объема для хранения и транспортировки по сравнению с объемом, который требуется для сухого наноматериала, и наполнение наноматериала в концентрированной дисперсии составляет по меньшей мере 40 мас.%. При этом композицию растворителя выбирают таким образом, что коэффициент межфазного соответствия Хансена между наноматериалом и композицией растворителя составляет менее 20. Технический результат заключается в том, что композиции наноматериалов могут храниться и транспортироваться более дешево по сравнению с сухим наноматериалом.

Порошки используются в многочисленных применениях. Они являются структурными элементами электронных, телекоммуникационных, электрических, магнитных, конструктивных, оптических, биомедицинских, химических, термических товаров и товаров народного потребления. Постоянные потребности рынка в более малых, быстрых, высококачественных и более портативных изделиях потребовали миниатюризации многочисленных устройств, для чего, в свою очередь, требуется миниатюризация структурных элементов, т.е. порошков. Субмикронные и наносконструированные (или наномерные, наноразмерные, ультратонкие) порошки с размером, в 10 - 100 раз более малым, чем обычные порошки размера микрона, позволяют качественно улучшить и видоизменить свойства изделия в масштабе, в настоящее время недостижимом с помощью коммерчески доступных порошков микронного размера.

Нанопорошки в особенности и субмикронные порошки в общем случае представляют собой новое семейство материалов, отличительным признаком которых является то, что их доменный размер настолько мал, что эффекты ограничения размера становятся фактором, в значительной степени определяющим свойства материалов. Такие эффекты ограничения могут, следовательно, привести к широкому диапазону коммерчески важных свойств. Поэтому нанопорошки предоставляют необычную возможность для проектирования, разработки и внедрения широкого диапазона устройств и изделий для различных применений. Кроме того, поскольку они представляют целое новое семейство предшественников материалов, для которых не применимы обычные физико-химические механизмы для крупнозернистых частиц, данные материалы предлагают уникальную комбинацию свойств, которые могут создавать новые и многофункциональные компоненты с непревзойденными свойствами.

Термины "нанопорошки", "наноразмерные порошки", "наночастицы" и "наномерные порошки" используются взаимозаменяемо и относятся к тонким порошкам, которые имеют средний размер менее 250 нанометров. Например, в некоторых вариантах реализации нанопорошки представляют собой порошки, частицы которых имеют в среднем доменный размер меньше чем 100 нанометров и аспектное отношение, изменяющееся в пределах от 1 до 1000000.

Термины "порошок", "частица" и "зерно" используются взаимозаменяемо и охватывают оксиды, карбиды, нитриды, бориды, халькогениды, галогениды, металлы, интерметаллические соединения, керамику, полимеры, сплавы и их комбинации. Данные термины включают один металл, много металлов и сложные композиции. Данные термины включают также полые, плотные, пористые, полупористые, покрытые, непокрытые, слоистые, ламинированные, простые, сложные, дендритные, неорганические, органические, элементарные, неэлементарные, сложные, допированные, недопированные, сферические, несферические, поверхностно-функционализированные, поверхностно-нефункционализированные, стехиометрические и нестехиометрические формы или вещества. Также термин порошок в его общем смысле включает одномерные материалы (нитевидные, трубчатые и т.д.), двумерные материалы (пластинчатые, пленочные, слоистые, плоские и т.д.) и трехмерные материалы (сферические, конические, овальные, цилиндрические, кубические, моноклинные, параллелепипедные, гантельные, гексагональные, усеченные додекаэдры, структуры неправильной формы и т.д.). Термин металл, использованный выше, включает любой щелочной металл, щелочноземельный металл, редкоземельный металл, переходный металл, полуметалл (металлоиды), драгоценный металл, тяжелый металл, радиоактивный металл, изотопы, амфотерный элемент, электроположительный элемент, катионобразующий элемент и включает любой существующий или который будет открыт в будущем элемент периодической таблицы.

Данное изобретение относится к субмикронным и наномерным порошкам, включающим в определенных вариантах реализации допированные или недопированные оксиды металлов. Учитывая относительную распространенность металла в земной коре и существующие ограничения в технологиях очистки, предполагается, что многие произведенные в промышленном масштабе материалы будут иметь примеси встречающихся в природе металлов. Ожидается, что данные примеси будут составлять менее 100 частей на миллион и в большинстве случаев в концентрации, подобной примесям других элементов. Удаление таких примесей существенно не влияет на свойства, представляющие интерес для заявки. Для целей настоящего документа порошки, содержащие примеси металлов, где примесь металла присутствует в концентрации, подобной примесям других элементов, исключаются из диапазона данного изобретения. Однако подчеркивается, что в одной или более допированных или недопированных композициях вещества определенный металл может быть преднамеренно спроектирован как допант в порошке при концентрациях 100 ppm или менее, и они включаются в рамки данного изобретения.

В общем смысле изобретение относится к приготовлению наномерных порошков, а затем образованию дисперсии, а в более общем смысле, субмикронных порошков, содержащих, по меньшей мере, 100 ppm по массе, в некоторых вариантах реализации более 1 мас.% от металлического основного компонента, а в других вариантах реализации более 10 мас.% от металлического основного компонента. Несмотря на то, что способы получения тонких порошков поясняются в настоящем документе, идеи настоящего документа, относящиеся к производству дисперсий и концентратов, могут применяться для тонких порошков и наноматериалов, произведенных любым способом.

Предполагается, что идеи данного изобретения будут применимы в приготовлении любого коммерческого продукта из наномерных порошков, где важно свойство, или который дорог в производстве или востребован в больших объемах. Кроме того, у дисперсий тонкодисперсных порошков есть многочисленные применения в отраслях промышленности, например, но не ограничиваясь таковыми, в биомедицинских, фармацевтических, сенсорных, электронных, телекоммуникационных, оптических, электрических, фотонных, тепловых, пьезо, магнитных, каталитических и электрохимических продуктах.

Формула изобретения

  1. Композиция материала, содержащая концентрированную дисперсию из наноматериала и композиции растворителя, где объемная плотность концентрированной дисперсии, по меньшей мере, в три раза более высокая, чем объемная плотность наноматериала в сухой форме, где концентрат требует меньшего объема для хранения и транспортировки по сравнению с объемом, который требуется для сухого наноматериала, где наполнение наноматериала в концентрированной дисперсии составляет, по меньшей мере, 40 мас.% и где композицию растворителя выбирают таким образом, что коэффициент межфазного соответствия Хансена между наноматериалом и композицией растворителя составляет менее 20.
  2. Композиция материала по п.1, где наноматериал является оксидом.
  3. Композиция материала по п.1, где наноматериал является металлом.
  4. Композиция материала по п.1, где наноматериал не является оксидом.
  5. Композиция материала по п.1, где композиция растворителя содержит органический растворитель.
  6. Композиция материала по п.1, где композиция растворителя содержит неорганический растворитель.
  7. Композиция материала по п.1, где наполнение наноматериала в концентрированной дисперсии составляет, по меньшей мере, 60 мас.%.
  8. Продукт, приготовленный с использованием композиции материала по п.1.
  9. Способ приготовления композиции материала, включающий получение наноматериала, получение композиции растворителя, содержащей одно или более веществ, выбранных из группы, состоящей из органических растворителей, неорганических растворителей; водных растворителей; мономеров; полимеров; растворов; композиций, содержащих кислород; композиций, содержащих халькогениды; композиций, содержащих бор; композиций, содержащих фосфор; композиций, содержащих галоген; композиций, содержащих азот; композиций, содержащих металл; композиций, содержащих углерод; расплавленных металлов и сплавов; и расплавленных солей, диспергирование наноматериала в композиции растворителя с получением таким образом дисперсии, и в котором композицию растворителя выбирают таким образом, что коэффициент межфазного соответствия Хансена между наноматериалом и композицией растворителя составляет менее 20.
  10. Способ по п.9, в котором композиция растворителя содержит два или более веществ, выбранных из группы, состоящей из органических растворителей; неорганических растворителей; водных растворителей; мономеров; полимеров; растворов; композиций, содержащих кислород; композиций, содержащих халькогениды; композиций, содержащих бор; композиций, содержащих фосфор; композиций, содержащих галоген; композиций, содержащих азот; композиций, содержащих металл; композиций, содержащих углерод; расплавленных металлов и сплавов; и расплавленных солей.
  11. Способ по п.9, в котором размер 99 об.% частиц дисперсии, как измерено фотокорреляционной спектроскопией, составляет меньше, чем 500 нм.
  12. Способ по п.9, в котором размер 99 об.% частиц дисперсии, как измерено фотокорреляционной спектроскопией, составляет меньше, чем 250 нм.
  13. Способ по п.9, в котором размер 99 об.% частиц дисперсии, как измерено фотокорреляционной спектроскопией, составляет меньше, чем 100 нм.
  14. Способ по п.9, в котором размер 99 об.% частиц дисперсии, как измерено фотокорреляционной спектроскопией, составляет меньше, чем 50 нм.
  15. Способ по п.9, в котором перед получением дисперсии наноматериал промывают растворителем.
  16. Способ приготовления композиции материала, включающий получение наноматериала, получение композиции растворителя, включающей одно или более веществ, выбранных из группы, состоящей из воды; метанола; этанола; изопропилового спирта; октана; додекана; гептана; гексана; ацетона; бензина; растворителей. DOWANOL®; гликолей; глицерина; фенола; ацетатов; полиуретанов; акрилатов; эпоксидов; алифатических углеводородов; ароматических углеводородов; спиртов; альдегидов; кетонов; эфиров; кислот; аминов; четвертичных соединений; щелочей; терпенолов; жидкостей с температурой кипения выше 400 К; жидкостей, отверждаемых УФ; жидкостей, отверждаемых плазмой; жидкостей, отверждаемых при нагревании; ионных жидкостей; расплавленных полимеров; расплавленных металлов; мономеров; масел; кремнийорганических материалов; этиленгликоля; диэтиленгликоля; этаноламина; муравьиной кислоты; ацетонитрила, 1-пропилового спирта; уксусной кислоты; 2-этоксиэтанола; безводного изопропанола; DMSO; 1-бутилового спирта; тетрагидрофурфурилового спирта; n,n-диметилацетамида; диацетонового спирта; 2-метилбутанола; н-пентанола; ацетона; 2-(2-бутоксиэтокси) этанола; UCAR® Filmer IBT; целлозольвацетата; methotate, изофорона; метилэтилкетона; тетрагидрофурана; анилина; пиридина; метил-н-пропилкетона; UCAR® Ester EEP, UCAR® н-пропилпропионата; первичного амилацетата; метилизобутилкетона; изобутилацетата; UCAR® н-бутилпропионата; н-бутилацетата; метилизоамилкетона; диизобутилкетона; хлороформа; 1,4-диоксана; трихлорэтана; хлоруглеводородов; фторуглеводородов; ксилола; толуола; бензола; циклогексана; гексана; сероуглерода; тетрахлорметана; хлористого метилена; диметиленхлорида; н-бутилгликолята; гликолевой кислоты; метилгликолята; этиллактата; этилгликолята; этилендиамина; бутиролактона; н-октанола; изо-октанола; бензина; дизельного топлива; керосина; реактивного топлива; м-крезола; фенола; биологических жидкостей; соков растений; альфа-гидроксисоединений; морской воды; минеральных масел; молока; фруктовых соков; масел, полученных из растений; масел из семян или экстрактов; диспергирование наноматериала в композиции растворителя с получением таким образом дисперсии, и в котором композицию растворителя выбирают таким образом, что коэффициент межфазного соответствия Хансена между наноматериалом и композицией растворителя составляет менее 50.

Авторы данного изобретения: ЯДАВ Тапеш (US).

Другие открытия в области неорганической химии:

Перейти к полному списку открытий

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).




smart 609354696
Smart_art13
admin@xumuktutor.ru



Хотите узнать много интересного из области науки? Посетите наш электронный журнал!

Вакансии на сайте

Приглашаем к сотрудничеству преподавателей, аспирантов и успешных выпускников для выполнения студенческих работ на заказ (рефератов, курсовых и контрольных работ). Подробнее >>

Сделать заказ! Решение задач по химии, математике и другим предметам, написание рефератов, курсовых, on-line консультации через Skype - доступно, качественно, в срок. Нам доверяют! Закажи и спи спокойно. Гарантия - высокие баллы.

Полезная информация

Сегодня: 15.12.17

"Прогресс науки определяется трудами ее ученых и ценностью их открытий," - Л. Пастер

Курсы валют по данным Центробанка:
Доллар 58.7082 рублей
Евро 69.4048 рублей


копирайт