Физико-химические закономерности изотермической кристаллизации нитрата калия в смешанных микроэмульсиях Tergitol NP-4 + АОТ в H-декане

• Автор: Бекетова, Дарья Игоревна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Области применения водорастворимых ультрадисперсных порошков и наночастиц солей

1.2. Получение ультрадисперсных порошков и наночастиц

1.2.1. Физико-химические основы массовой кристаллизации (уравнение Гиббса-Томсона (Кельвина))

1.2.2. «Традиционные» способы массовой кристаллизации

1.2.3. Криогенная кристаллизация

1.3. Темплатный синтез и кристаллизация

1.3.1. Виды темплатов

1.3.2. Системы на основе ПАВ

1.3.3. Структурные параметры обратных мицелл, определяющие размер и морфологию частиц
1.3.4. Кристаллизация малорастворимых солей
1.3.5. Получение наночастиц водорастворимых солей
1.3.6. Использование смешанных мицелл
1.3.7. Испарительная кристаллизация из микроэмульсий
1.3.8. Механизм кристаллизации в обратных микроэмульсиях
1.3.9. Стадии кристаллизации
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Материалы
2.1.1. Приготовление КАОТ
2.1.2. Характеризация КАОТ
2.2. Характеризация микроэмульсий
2.2.1. Определение гидродинамического диаметра мицелл
2.2.2. Определение межфазного натяжения
2.2.3. Определение содержания воды в микроэмульсии
2.2.4. Определение содержания калия и натрия в микроэмульсиях Тег§йо1 №М и Тег§йо1 №М + 1ТаАОТ
2.2.5. Анализ распределения ионов Ыа+ и К+ между поверхностным слоем и ядром мицеллы
2.3. Методики микроэмульсионной кристаллизации и характеризации порошков КМОз
Глава 3. Результаты и их обсуждение
3.1. Свойства обратных микроэмульсий Тег§По11ХР-4 + со-ПАВ
3.1.1. Влияние температуры на гидродинамический диаметр мицелл и межфазное натяжение

3.2. Характеризация порошков КМЗз, полученных кристаллизацией из простых и смешанных микроэмульсий
3.2.1. Влияние соПАВ на морфологию порошков КЫОз
3.3. Области солюбилизации и кристаллизации нитрата калия в микроэмульсиях Те^По! ЫР-4 + АОТ
3.4. Влияние условий кристаллизации на размер и морфологию порошков
3.5. Химический состав и структура образцов
3.6. Физико-химические закономерности кристаллизации КЖ)з в смешанных микроэмульсиях
3.6.1. Скорость испарения воды из обратных микроэмульсий
3.6.2. Изменение размера и состава в начале кристаллизации
3.6.3. Изменение размера и состава мицелл в процессе кристаллизации
3.6.4. Размер зародыша и его влияние на размер и морфологию частиц в порошке..
3.6.5. Ионообменные процессы в смешанных микроэмульсиях
3.7. Численное моделирование ионообменных процессов
3.8. Общая схема микроэмульсионной кристаллизации
3.9. Перспективы развития микроэмульсионной кристаллизации
3.9.1. Кристаллизация ЫЧОз в циклическом и непрерывном режимах
3.9.2. Кристаллизация КУГОз в дизельном топливе
3.9.3. Кристаллизация нитрата аммония
3.9.3.1. Свойства обратных микроэмульсий Тег§По1 ЫР-4 + со-ПАВ + ЫН4ХОз
3.9.3.2. Кристаллизация нитрата аммония в обратных микроэмульсиях Тег§йо1 ИР-4 + со-ПАВ
Заключение
Основные результаты и выводы
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Список сокращений
МСМ-41 - Mobil composition of matter N 41 - мезопористый силикатный материал kcps - (kilo counts per second) тысяч фотонов в секунду
Vs/V0 - солюбилизационная емкость, отношение объема водной псевдофазы к объему всей системы
W - отношение молярных концентраций воды и ПАВ (W=[H20]/[nAB])
ВВ - взрывчатые вещества
ГЛБ - гидрофильно-липофильный баланс
ЖК - жидкокристаллический
ККМ - критическая концентрация мицеллообразования ПАВ - поверхностно-активное вещество
со-ПАВ - поверхностно-активное вещество, сопутствующее основному
Упоминаемые в работе поверхностно-активные вещества:
Aliquat 336 - хлорид метилтриоктиламмония
Brij-30 - полиоксиэтиленовый эфир лауриловой кислоты
Igepal СО 520 - оксиэтилированный нонилфенол, средняя степень оксиэтилирования
КАОТ - бис-(2-этилгексил)сульфосукцинат калия
NaAOT - аэрозоль ОТ, бис-(2-этилгексил)сульфосукцинат натрия
ОР-10 - октилфениловый эфир декаэтиленгликоля
Span 80 - сорбитан олеат
Tween 20 - полиоксиэтилированный сорбитанмонолаурат
Yb(DEHSS)3 - бис-(2-этилгексил)сульфосукцинат иттербия
ДЦБС - додецилбензолсульфонат натрия
ДЦС - додецилсульфат натрия
ПЭГ - полиэтиленгликоль
ЦТАБ - цетилтриметиламмоний бромид

несколько микросекунд, и подробное изучение их не представляется возможным, поэтому разрабатываются различные теоретические модели образования канала.
Авторы Д. Кашчиев и Д. Ексерова [102] предполагают появление вакансий, которые за счет объединения разрастаются, что, в конечном счете, приводит к разрушению мембраны. Авторы считают, что при высокой плотности в мембране возникают зародыши, которые, разрастаясь, прорывают мембрану. Среднее время жизни мембраны описывается уравнением (10):
г = Лехр
А Г (;кту

где А - предэкспоненциальный множитель, слабо зависящий от с5, - площадь,
приходящаяся на молекулу ПАВ в полностью заполненном монослое, с3 -концентрация (активность) ПАВ, соответствующая термодинамическому равновесию фаз вакансий.
Теория прорыва бислойных мембран была предложена Б.В. Дерягиным и Ю.В. Гутопом [103]. Ее принцип состоит в разрастании дырки за счет тепловых флуктуаций до определенного критического размера. Время жизни мембраны на единицу площади Б оценивается по формуле (11):
„„Ш С11)

8р1а3кТ
где р - число молекул на единице площади мембраны, 77 - двумерная вязкость.
Следует отметить, что обе предложенные теории механизма разрыва тонких мембран, возможно, реализуются на практике и скорей всего механизм образования канала, предложенный Д. Кашчиевым и Д. Ексеровой, протекает на начальном этапе.
В обзоре [84] высказано предположение, что обмен реагентом происходит в том случае, когда существует канал, который создается в результате разрыва поверхностного слоя ПАВ. Скорость проникновения вещества через канал зависит от природы реагента: объемный и высокозаряженный ион с трудом пересечет канал, однако, малые и нейтрально заряженные молекулы легко его преодолевают.