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
Техническая электрохимия

Диссертационная работа:

Тесакова Мария Васильевна. Электрохимическое осаждение, физико-химические свойства и практическое применение ультрадисперсных порошков меди и ее оксидов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.03 / Тесакова Мария Васильевна; [Место защиты: Иван. гос. хим.-технол. ун-т].- Иваново, 2008.- 165 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1196

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

I. Обзор литературы 9

1.1. Методы получения ультрадисперсных частиц 9

  1. Методы диспергирования 10

  2. Методы конденсации 12

  1. Физические методы получения ультрадисперсных частиц... 12

  2. Химические методы получения ультрадисперсных частиц.. 17

1.2. Электрохимическое получение медьсодержащих порошков 24

1.3. Области применения ультрадисперсных металлсодержащих
порошков 45

П. Экспериментальная часть 57

И. 1. Методика получения медьсодержащих порошков 57

II.1.1. Обоснование выбора методов и объектов исследования 57

П. 1.2. Приготовление рабочего раствора 57

II. 1.3. Выбор материалов электродов 58

П. 1.4. Методика проведения электрохимического синтеза 61

П. 1.5. Методика поляризационных исследований 65

II. 1.6. Методика определения электродного импеданса 66

II.2. Методика анализа медьсодержащих порошков 73

11.2.1. Методика электронно-микроскопических исследований 73

П.2.2. Методика проведения электронографических исследований 77

П.2.3. Методика проведения рентгенофазового анализа 78

II.2.4. Термогравиметрический анализ ." 80

П.З. Методика проведения исследований каталитических,

трибологических, бактерицидных свойств полученных порошков 81

П.З. 1. Методика исследования каталитических свойств 81

11.3.2. Методика исследования трибологических свойств композиций
ПСМ с добавками порошков 86

ІІ.З.З. Методика оценки бактерицидных свойств медьсодержащих

порошков 88

III. Обсуждение результатов 91

Выводы 115

Список литературы 117

Приложение 136

Введение к работе:

Актуальность работы.

Среди интенсивно развивающихся направлений современных исследований особое место уделяется малоразмерным объектам. Уникальная микроструктура ультрадисперсных порошков придает им ряд новых свойств по сравнению с обычными материалами. Особенности микрогеометрии, высокая удельная поверхность, энергонасыщенность ультрадисперсных систем открывает широкие возможности для создания новых материалов на их основе.

В связи с этим особо актуальными являются разработка и изучение закономерностей синтеза различных типов ультрадисперсных материалов. В настоящее время большой интерес представляют ультрадисперсные порошки меди и медных оксидов. Специфические свойства ультрадисперсных медьсодержащих частиц открывают широкие возможности для создания новых эффективных катализаторов с большой удельной поверхностью, электропроводящих материалов, препаратов с высокой биологической активностью для применения в экологии, медицине и сельском хозяйстве, эффективных смазочных материалов.

На сегодняшний день существует большое количество методов, позволяющих получить ультрадисперсные порошки металлов. На фоне многообразия этих методов особую актуальность приобретает нахождение достаточно простых, экономичных и экологически безопасных способов синтеза ультрадисперсных материалов. Этим требованиям отвечает электрохимический метод, который не требует применения дорогостоящих оборудования и реактивов, использования вакуума или атмосферы инертного газа, очень высоких или, наоборот, очень низких температур.

Актуальность данной работы также определяется использованием в качестве электролита для получения порошка неводного растворителя (водно-изопропанольной смеси), поскольку введение органических компонентов в водный раствор существенно меняет физико-химические свойства раствора, что сказывается на составе сольватных оболочек ионов в растворе. По сравнению с водными растворами меняются «стартовые» условия, при которых начинается процесс разряда ионов, и это сказывается на конечных результатах (на качественных и размерных характеристиках порошков).

Основные разделы диссертации выполнены в соответствии с научным направлением Института химии растворов РАН "Химия и физикохимия растворов, теоретические основы химико-технологических процессов в жидких средах" по теме "Электрохимические и сорбционные процессы на границе конденсированных сред" (№ госрегистрации 0120.0 602023 (2006-2009 гг.)).

Цель работы. Исследование процесса электрохимического осаждения меди из водно-органических растворов сульфата меди для установления параметров электросинтеза ультрадисперсных медьсодержащих порошков с размерами частиц менее 100 нм.

Для достижения указанной цели предполагается решить следующие задачи:

определить режим электролиза и оптимальный состав раствора сульфата меди в смесях воды с изопропиловым спиртом (по электролиту и по растворителю), обеспечивающих получение медьсодержащих порошков с требуемыми характеристиками;

установить влияние материала анодов на качественный состав и размерные характеристики ультрадисперсных порошков;

получить электрохимическим методом ультрадисперсные медьсодержащие порошки с максимальным содержанием частиц с размерами менее 100 нм;

установить влияние природы растворителя на процессы, протекающие на межфазной границе электрод|раствор и определяющие размер частиц, входящих в губчатые катодные осадки;

определить размеры частиц и качественный состав получаемых порошков, путем проведения комплексного физико-химического исследования;

провести оценку трибологических, каталитических и бактерицидных свойств полученных соединений и дать рекомендации по их практическому применению.

Методы исследований: поляризационные и импедансные исследования, просвечивающая электронная микроскопия, термогравиметрия, электронография, рентгенофазовый анализ, методики оценки трибологических, каталитических и бактерицидных свойств.

Научная новизна. В настоящей работе впервые:

на основе результатов поляризационных и импедансных исследований определен оптимальный режим электролиза и состав водно-изопропанольного раствора сульфата меди для электрохимического получения ультрадисперсных медьсодержащих порошков с размерами частиц менее 100 нм;

установлено влияние изопропилового спирта на процессы, протекающие на границе электрод|раствор;

проведено комплексное исследование электроосажденных порошков с использованием современных физико-химических методов (электронной микроскопии, электронографии, рентгенофазового анализа, термогравиметрии и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК)), что позволило установить их качественный состав (Си, СигО и СиО) и размеры частиц, входящих в состав этих соединений;

показано, что наиболее эффективной составляющей ультрадисперсных порошков при проведении исследованных процессов (трибологических, каталитических, биохимических) с их участием является закись меди;

показано, что получение ультрадисперсных порошков возможно с использованием растворимых анодов, так как установлено, что материал анодов не влияет на химический состав и размерные характеристики полученных порошков.

Практическая значимость.

Предложена методика электрохимического получения ультрадисперсных медьсодержащих порошков из водно-органических растворов электролитов. Полученные порошки могут использоваться в качестве катализаторов в процессе получения водорода в производстве аммиака, а также в качестве модифицирующей добавки к пластичным смазочным материалам. Добавка ультрадисперсных медьсодержащих порошков к медицинским перевязочным материалам придает им сильные антимикробные свойства по отношению к бактериям Staphylococcus.

Достоверность полученных результатов. Достоверность результатов обеспечивается использованием современных физико-химических методов исследования, воспроизводимостью экспериментальных результатов в пределах заданной точности, их согласованностью с литературными данными, и применением статистических методов обработки экспериментальных данных.

Личный вклад автора. Автором лично проведен критический анализ литературных данных по теме диссертационной работы, получены все экспериментальные данные по получению и исследованию ультрадисперсных медьсодержащих порошков, проведена их обработка и систематизация. Постановка задач исследования осуществлялась совместно с научным руководителем.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и обсуждены на: IV Международной научной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокристаллизация. Биокристаллизация» (Иваново, 2006); XVI International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia (RCCT 2007) (Суздаль, 2007); II Международной научно-технической конференции «Электрохимические и электролитно-плазменные методы модификации металлических поверхностей» (Кострома, 2007); Второй международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (DFMN2007) (Москва, 2007); II Региональной конференции молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения) (Иваново, 2007); II Международной конференции «Наноразмерные системы: строение, свойства, технологии» (НАНСИС-2007) (Киев, 2007); I Международной научной конференции «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии» (Плес, 2008); III Регион, конф. молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения) (Иваново, 2008).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 16 печатных работах, в том числе в 6 статьях и 10 тезисах докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа содержит 162 страницы, в том числе 33 рисунка, 74 таблицы и включает введение, обзор литературы, экспериментальную часть, обсуждение результатов, выводы по работе, список цитируемой литературы, состоящий из 178 наименований и приложение.

Подобные работы
Аписаров Алексей Петрович
Влияние катионного состава на физико-химические свойства расплавов для электролитического получения алюминия
Соловьев Андрей Сергеевич
Физико-химические и защитные свойства цинкнаполненных покрытий
Кашпарова Вера Павловна
Синтез, свойства и применение галогенпроизводных ряда 2,2,6,6-тетраметилпиперидина
Бахарев Максим Валерьевич
Оценка потребительских свойств растительных порошков и их применение в производстве вареных колбас
Аникин Денис Юрьевич
Расчет технологических параметров процесса спиннингования на основе изучения физико-химических свойств аморфизирующихся расплавов
Захарова Наталья Владимировна
Исследование влияния раствора пенополистирола на технологические и физико-механические свойства стержневых смесей на основе лигносульфоната и жидкого стекла
Забрусков Николай Юрьевич
Разработка неразрушающей технологии контроля физико-механических свойств металла корпусов реакторов ВВЭР в процессе эксплуатации
Рыбникова Вероника Геннадьевна
Разработка новых методов получения легких металлов на основе изучения физико-химических свойств электролитов
Чадова Татьяна Владимировна
Исследование влияния волокнистого состава и структуры на физико-механические свойства композиционных нетканых материалов
Макаров Авинир Геннадьевич
Разработка компьютерных технологий моделирования физико-механических свойств текстильных материалов сложного строения

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