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 Мань Тыонг. Получение углеродных нанотрубок и композиционных пленок на их основе : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.02 / Нгуен Мань Тыонг; [Место защиты: Рос. хим.-технол. ун-т им. Д.И. Менделеева].- Москва, 2009.- 154 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/3347

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. Углеродные нанотрубки (УНТ) и углеродные нановолокна (УНВ) принадлежат к наиболее перспективным материалам нашего времени и все шире применяются в различных отраслях технологии и техники. В различных странах мира созданы крупномасштабные производства УНТ и УНВ, развивается получение и применение макроматериалов из УНТ и УНВ, причем первое место среди таких макроматериалов принадлежит нанокомпозитам. Основой нанокомпозитов (матрицей) могут быть полимеры, керамика и металлы, нанокомпозиты могут быть массивными, в виде макроволокон и в виде покрытий и пленок. Описаны сложные композиты, например пластики из углеродных волокон или стекловолокон в матрице из связующего, содержащего УНТ.

Композитные покрытия и пленки УНТ или УНВ с соединениями редких элементов занимают особую нишу среди наноматериалов. Они принадлежат к группе конструкционных, а чаще - функциональных материалов. К первым относится, в частности, композит на основе стабилизированного Zr02 для покрытия деталей, работающих в жестких температурных условиях. Ко вторым - рабочие элементы солнечных батарей с УНТ, покрытыми наночастицами фотокатализатора ТІО2, тонкопленочные нанокатализаторы, содержащие в качестве активной фазы соединения модибдена или в качестве структурирующей добавки оксид иттрия. Потребность в таких наноматериалах имеется, а сведения о методах их получения весьма ограничены.

На кафедре технологии редких элементов и наноматериалов на их основе РХТУ им. Д.И. Менделеева разработана и совместно с НТЦ ГраНаТ применяется в масштабах пилотного реактора технология получения УНТ и УНВ каталитическим пиролизом метана. Эта технология универсальна и позволяет при использовании различных катализаторов и разных условий синтеза получать продукты не только в виде порошков, но и в виде структур на подложках. Помимо возможности синтеза сравнительно больших количеств УНТ и УНВ, на кафедре был проведен цикл работ по химии этих материалов: их модифицированию путем функциализации и активирования, получению устойчивых водных и органических дисперсий УНТ и УНВ. Все это создало предпосылки для проведения разработок по получению композитных пленок и покрытий.

Основной целью работы явилось исследование путей получения композитных пленок с соединениями редких металлов. Однако при этом решались задачи по усовершенствованию синтеза УНТ с использованием нового принципа организации молибденсодержащего катализатора, по получению ориентированных пленок из УНТ и УНВ, по усовершенствованию кислотной функциализации УНТ и УНВ - тех процессов, которые неизбежно предшествуют получению пленок и в значительной степени определяют эффективность общей технологической цепочки.

Научная новизна работы

1. Показана возможность образования безводного ZrO(N03)2 и стадийность его
термического разложения. Предположено образование на промежуточных стадиях
разложения олигомерных нитратов с мостиковыми атомами кислорода между атомами
циркония.

2. Применительно к процессам синтеза катализаторов пиролиза проведен
теоретический анализ процессов «мокрого сжигания»; определены ряды активностей
восстановителей в реакциях их взаимодействия с нитратами металлов: по удельному
газовыделению на массу получаемого Zr026Н807 > NH2CH2COOH = (NH2)2CO] и по
удельному тепловыделению [NH2CH2COOH > С6Н807 > (NH2)2CO]. Впервые предложено
использовать активирующие добавки.

  1. Изучена кинетика пиролиза СН4 на катализаторах №-А120з, полученных разными методами, и Ni-MgO с разным атомным отношением Ni:Mg, определены значения кажущейся энергии активации. Показано, что MgO как носитель катализатора имеет преимущества перед А1203.

  2. Показан экстремальный характер зависимости удельного выхода продукта от массы катализатора, отнесенной к площади лодочки.

  3. Обнаружено модифицирующего действие добавок У20з к катализатору Со/А12Оз и найдена оптимальная концентрация добавки.

6. Впервые определены некоторые количественные характеристики влияния
«разделенного» Со- и Mo-катализаторов пиролиза СН4 на удельный выход УНТ.

7. Предложен растворный метод получения композиционных покрытий из УНТ и
Zr02, а также УНТ, Zr02 и У20з.

Практическая ценность работы

  1. Найдены способы получения MgO, А1203 и Zr02 с насыпной плотностью соответственно 28-30, 271-273 и 55-57 кг/м ; предложено для синтеза высокодисперсных оксидов металлов из их нитратов использовать смеси восстановителей.

  2. Проведены испытания лабораторного непрерывнодействующего реактора для синтеза катализаторов Mo,Co/MgO и Ni/MgO с низкой насыпной плотностью.

  3. Проведены испытания пилотного реактора НТЦ ГраНаТ с производительностью на созданных катализаторах до 133 г/ч.

  4. Показана возможность снижения электрического сопротивления покрытий из УНТ при их отжиге.

5. Найден новый принципиальный путь для получения макроволокон из
концентрированных дисперсий УНВ.

Апробация работы

Результаты, вошедшие в диссертационную работу, докладывались на: International Conference on the Science and Application of Nanotubes NT'08 (2008, Montpellier, France), 3 международном симпозиуме «Водородная энергетика будущего и металлы платиновой группы в странах СНГ», 2006 (Москва), Научной сессии МИФИ-2007 (Москва), Научно-практической конференции "Нанотехнологии - производству 2007" (Фрязино).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 3 статьи и 5 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части и обсуждения результатов, выводов, списка литературных источников. Работа на 154 страницах содержит 65 рисунков, 52 таблиц, 126 ссылок.


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