Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология неорганических веществ

Диссертационная работа:

Ганнесен Екатерина Витальевна. Физико-химические основы получения оксидов металлов термолизом оксалатов : дис. ... канд. хим. наук : 05.17.01 Москва, 2006 130 с. РГБ ОД, 61:07-2/239

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

1. Литературный обзор 8

  1. Основные области применения оксидных материалов 8

  2. Получение оксидов металлов термолизом металлорганических соединений 10

  3. Термическое разложение оксалатов металлов 13

  1. Особенности строения оксалатов металлов 13

  2. Термическое разложение оксалатов металлов 14

  1. Оксалаты s-элементов 15

  2. Оксалаты d-элементов 18

  3. Оксалаты f-элементов 35

1.4. Методы исследования процессов термолиза

металлорганических соединений 37

1.4.1. Комплексный термический анализ 37

  1. Дифференциальный термический анализ 37

  2. Метод термогравиметрии 39

  3. Метод дифференциальных термогравиметрических кривых.. 40

  1. Рентгенографический анализ 42

  2. Хроматографический анализ 45

1.5. Цель работы и постановка задач исследования 47

2. Экспериментальная часть 48

2.1. Изучение процессов термического разложения оксалатов металлов
газоволюмометрическим методом 48

  1. Устройство экспериментальной установки 48

  2. Газоволюметрическая методика проведения эксперимента 51

  1. Хроматографический анализ газообразных продуктов 52

  2. Методика получения реактивов 54

  3. Статистическая обработка экспериментальных данных 55

3. Расчётная часть 58

3.1. Расчет термодинамических функций образования карбонатов и оксалатов
металлов 60

3.1.1. Расчет стандартных энергий Гиббса образования AfG(298)
малорастворимых карбонатов и оксалатов металлов в твердом
состоянии 60

  1. Расчет стандартных энтальпий образования AfH(298) малорастворимых солей карбонатов и оксалатов металлов в твердом состоянии 65

  2. Расчет стандартных энтропии образования AfS(298) малорастворимых солей карбонатов и оксалатов металлов в твердом состоянии 68

  1. Определение стандартной энергии Гиббса образования кристаллогидратов оксалатов металлов 70

  2. Определение температурных зависимостей изменения термодинамических функций в реакциях термического разложения карбонатов металлов 72

3.3.1. Определение изменения стандартной энтальпии в процессах
термического разложения карбонатов металлов 73

3.3.2. Определение изменения стандартной энергии Гиббса в процессах
термического разложения карбонатов металлов 77

3.3.3. Определение изменения стандартной энтропии в процессах
термического разложения карбонатов металлов 82

3.4. Сопоставление термодинамических свойств карбонатов и оксалатов
металлов 85

4. Обсуждение результатов 89

  1. Обсуждение экспериментальных данных по термическому разложению оксалатов железа (II), кобальта (II), марганца (II), меди (И), никеля (II), цинка (II) 89

  2. Определение температурных зависимостей ArG(T) и AfG(T) оксалатов Со (И), Cu(II), Fe (II), Mn (II), Ni (II), Zn (II) 93

4.2.1. Температурная зависимость изменения стандартной энергии Гиббса
ArG(T) в реакциях термического разложения оксалатов металлов.... 93

4.2.2. Температурная зависимость стандартной энергии Гиббса
образования AjG(T) оксалатов металлов 97

5. Технология процесса получения оксидов термолизом металл органических
соединений 101

  1. Выбор металлорганического соединения 101

  2. Определение условий осаждения оксалатов кобальта (II), марганца (И), меди (II), никеля (II), цинка (И) из растворов солей 102

  3. Определение условий термического разложения оксалатов железа (II), кобальта (II), марганца (II), меди (II), никеля (II), цинка (II) ПО

  1. Выбор газообразной среды ПО

  2. Определение температур разложения оксалатов металлов 112

5.4. Основные стадии процесса синтеза и термического разложения оксалатов

металлов 113

5.5. Технологическая схема процесса синтеза и термического разложения
оксалатов металлов 115

5.6. Выбор необходимого технологического оборудования 116

Выводы 119

Литература 120

Введение к работе:

Актуальность работы. Оксидные материалы благодаря своим разнообразным свойствам находят широкое применение в электронной технике, в производстве эффективных сорбентов, активных масс щелочных аккумуляторов, селективных катализаторов, сенсорных датчиков и металлокерамических изделий с высокими эксплуатационными характеристиками. В последние годы сильно возрос интерес исследователей к оксидным наноматериалам, что связано с обнаружением у них уникальных физических и химических свойств, отличных от свойств аналогичных макрочастиц. Учитывая перспективность данного направления, Правительство РФ разрабатывает Федеральную целевую программу «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в РФ» на 2007-2010 годы, которая предусматривает создание опытно-конструкторских разработок в области синтеза наноматериалов и практического использования нанотехнологий.

Перспективным способом получения оксидов металлов с размером частиц вплоть до 10" м, является термическое разложение металл органических соединений, в частности солей щавелевой кислоты. В настоящее время накоплен значительный экспериментальный материал по кинетике разложения данных соединений, в основном полученный по результатам комплексного термического анализа. Дальнейшее развитие технологии получения оксидов термолизом металлорганических соединений требует поиска термодинамических закономерностей, позволяющих предсказать состав продуктов разложения. Поэтому возникает необходимость экспериментального исследования данных процессов в условиях, близких к равновесным.

Цепь работы. Изучение термодинамических закономерностей и разработка технологической схемы процессов получения и последующего термического разложения оксалатов металлов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  1. экспериментально изучить процессы термического разложения оксалатов металлов;

  2. методом сравнительного расчета получить отсутствующие в литературе термодинамические данные;

3) на основе анализа термодинамической модели определить оптимальные условия синтеза оксалатов и термолиза полученных оксалатов металлов до оксидов.

Научная новизна. Впервые термодинамическим методом предсказан состав продуктов термического разложения оксалатов металлов в зависимости от условий проведения процесса. Для этого:

- методом сравнительного расчета табулированы справочные данные по AfG (298)
и AfH (298) карбонатов металлов, предложены температурные зависимости изменения
стандартной энергии Гиббса ArG (Т) в реакциях термического разложения МеСОз;

- получены значения энергии Гиббса образования и энтальпии образования
оксалатов Ag (I), Ва (II), Са (II), Cd (II), Се (III), Со (II), Си (II), Fe (II), La (III), Mg (II),
Mn (II), Ni (II), Pb (II), Sr (II), Th (IV), Zn (II) при стандартных условиях, отсутствующие в
литературе;

предложен алгоритм расчета изменения стандартной энергии Гиббса ArG (Т) в реакциях термического разложения МеСгОд;

на основе экспериментальных данных получены эмпирические уравнения температурных зависимостей изменения стандартной энергии Гиббса ArG (Т) в реакциях термического разложения оксалатов Со (II), Си (II), Fe (II), Mn (II), Ni (II), Zn (II).

Практическая ценность.

Получены значения AfG (298) и AfH (298) оксалатов металлов, которые могут быть использованы в термодинамических базах данных. Предложенные эмпирические уравнения для расчета термодинамических свойств карбонатов и оксалатов металлов могут быть использованы при моделировании различных химических процессов.

По результатам анализа термодинамической модели определены оптимальные условия образования и выделения конечных продуктов с заданными свойствами и разработана технологическая схема процесса синтеза оксидов металлов термолизом соответствующих щавелевокислых солей. Результаты проведенных исследований могут быть использованы для разработки универсальной технологии, совмещающей синтез оксалатов металлов гидротермальным способом с последующим терморазложением до соответствующих оксидов.

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований обсуждались на: международной конференции «Математические методы в технике и

технологиях» ММТТ - 17 (Кострома, 2004 г.), ММТТ - 19 (Воронеж, 2006г.); научно-технической конференции «Успехи в химии и химической технологии» РХТУ им. Д.И.Менделеева (Москва, 2004 - 2006 г.); на научно-технических конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов (Новомосковск, НИ РХТУ, 2004, 2005, 2006 гг).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 13 (9 статей и 4 тезисов) печатных трудов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы, включающего 130 источников. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, включает 15 рисунков, 28 таблиц.

Подобные работы
Тухтаев Сайдиахрал
Физико-химические основы получения комплексных удобрений, содержащих микроэлементы, физиологически активные вещества, и дефолиантов
Белкина Елена Ильинична
Физико-химические основы получения чистых фосфорсодержащих солей
Епифанова Ольга Михайловна
Изучение физико-химических основ и разработка технологии получения нового фосфорсодержащего удобрения
Лановецкий Сергей Викторович
Физико-химические основы кристаллизации и технология получения гексагидрата нитрата магния реактивной чистоты
Строева Элина Владимировна
Физико-химические основы извлечения иода из высокоминерализованных растворов Оренбургского газоконденсатного месторождения
Бушуев Николай Николаевич
Физико-химические основы влияния примесей фосфатного сырья в технологии форфорсодержащих минеральных удобрений и чистых веществ
Кузьмин Владимир Иванович
Физико-химические основы экстракционного извлечения ценных элементов из высокоминерализованных природных вод
Марончук Игорь Игоревич
Разработка физико-химических основ и наземная отработка метода выращивания кристаллов полупроводников бесконтактной направленной кристаллизацией из расплава в условиях микрогравитации
Олефиренко Вадим Иванович
Технологические основы получения обесфторенного фосфата аммония
Павлов Вячеслав Фролович
Основы технологии получения кальцийалюмосиликатных материалов из техногенного сырья

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net