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 редких, рассеянных и радиоактивных элементов

Диссертационная работа:

Нгуен Чан Хунг. Модифицирование углеродных нанотрубок и нановолокон для получения керамических нанокомпозитов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.02 / Нгуен Чан Хунг; [Место защиты: Рос. хим.-технол. ун-т им. Д.И. Менделеева].- Москва, 2009.- 119 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1246

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.
Введение 1

Глава 1. Литературный обзор 3

1.1. Углеродные нанотрубки и нановолокна 3

1 і

  1. Структура и свойства НТ и НВ 5

  2. Методы синтеза НТ и НВ 7

  3. Активирование НТ и НВ 8

  4. Функциализация НТ и НВ 9

  1. Раскрытие и разделение НТ 10

  2. Присоединение кислородсодержащих групп к НТ 11

  3. Амидирование и аминирование 12

  4. Фторирование 14

  5. Другие типы ковалентного связывания 17

  1. Керамические композиты с НТ 18

  2. Заключение по обзору литературы 24

Глава 2. Экспериментальная часть 28

  1. Характеристика исходных веществ 28

  2. Процесс химического активирования 32

  1. Расчет равновесия реакций 32

  2. Связь изменений массы с изменением удельной поверхности 36

  3. Методика экспериментов 37

  4. Результаты и их обсуждение 38

  1. Функциализация кислотами и амидирование тонких многослойных НТ 43

  2. Функциализация кислотами и амидирование толстых многослойных НТ 52

2.5. Процесс функциализации НВ кислотами 58

  1. Карбоксилирование и амидирование НВ 64

  2. Аминирование НТ и НВ 72

  3. Сочетание химического активирования и функциализации НВ ... 73

  4. Исследование поведения фторированных НТ 75

  1. Исследование «растворимости» фторированных НВ в этаноле ... 81

  2. Интенсивная функциализация НТ и НВ 86

  1. Расчет удельного тепло- и газовыделения процесса 86

  2. Результаты экспериментов 89

2.12. Получение композитов НТ и НВ с оксидами редких металлов.... 95

  1. Применение экстрагентов 95

  2. Применение реакции «мокрого сжигания» 98

  1. Расчет удельного тепло- и газовыделения процесса 98

  2. Получение нанокомпозитов 100

Выводы 101

Литература 103

Введение к работе:

Актуальность темы. Углеродные нанотрубки (НТ) и нановолокна (НВ) благодаря своим уникальным свойствам считаются одним из десяти важнейших достижений материаловедения за последние 50 лет. Больше перспективы имеет введение НТ и НВ в тугоплавкие оксиды металлов, что придает керамическим композитам новые свойства - например, электропроводность и повышенную теплопроводность - и функциональные возможности. Однако известные методы получения таких композитов немногочисленны и имеют существенные недостатки. Поиск новых, более совершенных методов является актуальной задачей.

На кафедре технологии редких элементов и наноматериалов на их основе РХТУ им. Д.И.Менделеева разработан метод получения НТ и НВ, совместно с НТЦ ГраНаТ испытан универсальный пилотный реактор для пиролиза и создано опытное производство углеродных наноматериалов. Это позволяет применять эти НТ и НВ для производства нанокомпозитов на основе оксидов редких металлов.

Композиты трудно получить простым смешением и спеканием компонентов, необходимо идти более сложным путем, используя дисперсии НТ (НВ). Водные дисперсии могут быть получены с применением поверхностно-активных веществ, органические - преимущественно путем функциализации нанотрубок. Ранее проведенные в РХТУ им. Д.И.Менделеева исследования по получению дисперсий касались главным образом водных сред, композитов на основе полимеров и нуждаются в дополнениях.

Поэтому цель работы включает: испытание традиционных методов модифицирования материалов, получаемых по технологии РХТУ им. Д.И.Менделеева (кафедра ТРМН); усовершенствование методов модифицирования НТ и НВ и получения их устойчивых дисперсий в органических растворителях; поиск новых методов получения нанокомпозитов оксидов редких металлов с использованием химически модифицированных углеродных НТ и НВ.

Научная новизна диссертационной работы

Впервые показана возможность и эффективность активирования НВ действием КОН в атмосфере паров Н20. Установлено, что увеличение удельной поверхности (Syft) при активировании щелочами НВ и НТ в одинаковых условиях НВ активируются более интенсивно. Показана возможность получения сравнительно концентрированных органических дисперсий НТ, функциализованных методом прямого амидирования. Исследованы поверхностные свойства НТ и установлено, что Syfl. при функциализации несколько понижается, а объем пор заметно повышается.

Впервые исследовано влияние температуры, длительности и отношения объема кислот к массе НВ на выход и «растворимость» функциализованных НВ, на объем реакционных газов и показано, что скорость и полнота процесса слабо зависят от

отношения смеси кислот к массе НВ, однако сильно зависят от температуры и длительности процесса.

Исследована «растворимость» фторированных НВ. Впервые установлена связь степени фторирования НВ с их «растворимостью» в этаноле.

Предложен и исследован процесс интенсивной функциализации НТ и НВ с использованием KN03, NH4N03 или КСЮ3. Он позволяет уменьшить длительность процесса и снизить объем жидких отходов при отмывке продуктов. Показано, что под действием интенсивной функциализации происходит не только функциализация, но и активирование.

Предложены и реализованы методы получения нанокомпозитов НТ из оксидов циркония и иттрия с использованием экстрагента ВИКК (высшая изомерная карбоксильная кислота).

Впервые показана возможность получения нанокомпозитов из оксидов редких металлов и НТ методом «мокрого сжигания».

Практическая значимость работы

Подтверждена возможность химического активирования НВ щелочами, что позволяет расширить области практического применения активированных НВ.

Получены сравнительно высококонцентрированные дисперсии амидированных НТ в органических растворителях и дисперсии фторированных НВ в этаноле; дисперсии могут использоваться для получения композитов.

Предложен и испытан процесс интенсивной функциализации НВ и МНТ в непрерывном режиме.

Предложен и испытан процесс получения смеси НТ с оксидами редких металлов в непрерывном режиме.

Апробация работы

Результаты, вошедшие в диссертационную работу, докладывались на Международных конференциях: "Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология" 2006 (Москва), International Conference on the Science and Application of Nanotubes, NT'06 (2006, Nagano, Japan) и NT'08 (2008, Montpellier, France), "Водородная энергетика будущего: регионы и отрасли", 2006 (Москва), 3-й международный симпозиум «Водородная энергетика будущего и металлы платиновой группы в странах СНГ», 2006 (Москва), Научная сессия МИФИ-2007 (Москва), "Нанотехнологии - производству 2007" (Фрязино). Публикации

По материалам диссертации опубликовано 6 статей, в том числе 4 из списка ВАК и 9 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части и обсуждения результатов, выводов, списка литературных источников. Работа на 119 страницах содержит 58 рисунков, 17 таблиц, 165 ссылок.


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