Закономерности превращения нанопорошков алюмонитридной композиции в водных средах

• Автор: Бакина, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Особенности взаимодействия порошков алюминия и нитрида алюминия с водой Литературный обзор

1.1 Современные методы получения оксигидроксидов алюминия

1.2 Исследование закономерностей протекания реакции порошков алюминия с водой

1.2.1 Процессы, протекающие при взаимодействии алюминия с водой

1.2.2 Современные подходы к исследованию окисления порошкообразного алюминия

1.2.3 Механизм окисления дисперсного алюминия водой

1.2.4 Влияние условий проведения реакции на процесс окисления алюминия водой

1.3 Физикохимические свойства продуктов реакции нанопорошков алюминия и алюмонитридной композиции с водой

1.3.1 Морфология, фазовый состав, текстурные характеристики

1.3.2 Влияние условий синтеза на физикохимические свойства продуктов реакции
1.4 Особенности гидролиза нитрида алюминия
1.5 Взаимодействие с водой нанопорошков алюмонитридной композиции
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования
2.1 Объекты исследования
2.1.1 Нанопорошки алюмонитридной композиции и алюминия
2.1.2 Наноструктурный оксигидроксид алюминия
2.1.3 Оксигидроксид алюминия с адсорбированными частицами коллоидного серебра
2.1.3.1 Получение коллоидного серебра
2.1.3.2 Адсорбция частиц коллоидного серебра оке и гидроксидом
алюминия
2.1.4 Оксигидроксид алюминия после старения на воздухе и в воде
2.1.5 Волокнистые и дисперсные материалы с иммобилизованными частицами оке и гидроксида алюминия
2.1.5.1 Волокнистые материапы с частицами окси гидроксида алюминия
2.1.5.2 Дисперсные материалы с частицами оксигидроксида алюминия
2.1.6 Микроволокн истый адсорбент
2.1.7 Микроволокнистый адсорбенте бактерицидными свойствами
2.2 Методы исследования состава и физикохимических свойств прекурсоров и продуктов реакции
2.2.1 Количественный анализ нанопорошков АIАI
2.2.1.1 Определение содержания нитрида алюминия в
нанопорошках
2.2.1.2 Определение содержания алюминия в нанопорошках
2.2.1.3 Расчетный метод определения толщины оксидной пленки
2.2.2 Определение морфологии и размера частиц
2.2.2.1 Определение морфологии и размера частиц методами
эле ктрон ной ми кроскопи и
2.2.2.2 Определение размера агломератов нанопорошков
2.2.3 Изучение фазового состава порошков
2.2.4 Определение текстурных характеристик оксигидроксида
алюминия и исходных нанопорошков
2.2.5 Определение потенциала
2.2.6 Термический анализ продуктов реакции
2.2.7 Исследование адсорбционных свойств оксигидроксида
алюминия
2.2.7.1 Адсорбция эозина
2.2.7.2 Адсорбция микроорганизмов
2.3 Исследование закономерностей превращения нанопорошков II
2.4 Определение миграции компонентов микроволокн истого адсорбента в водную вытяжку
2.5 Исследование токсичности
микроволокн истого сорбента с бактерицидными свойствами
2.5.1 Подготовка образцов
2.5.2 Методики биотестирования
2.4 Обработка результатов
ГЛАВА 3. Изучение закономерностей превращения нанопорошков I и в водной среде и паровой фазе
3.1 Морфология, текстурные характеристики и химический состав нанопорошков II и I
3.2 Исследование закономерностей превращения нанопорошков II в водных средах
3.2.1 Изменение и газовыделен ия при взаимодействии нанопорошков II с водой
3.2.2 Влияние массовой доли нитрида алюминия на закономерности превращения 1I
3.3 Влияние внешних условий на закономерности превращения нанопорошков II в воде
3.3.1 Влияние температуры реакционной смеси
3.3.2 Влияние реакционной смеси
3.3.3 Влияние агрегатного состояния воды
3.3.4 Влияние степени агломерированное прекурсора
3.3.5 Влияние присутствия волокнистых и дисперсных материалов в реакционной среде
ГЛАВА 4. Изучение физикохимических свойств продуктов реакции II с водой
4.1 Закономерности формирования продуктов реакции II с водой
4.2 Влияние массовой доли нитрида алюминия в II на свойства продуктов реакции
4.3 Влияние условии проведения реакции II с водой на физикохимические свойства продуктов
4.3.1 Влияние температуры реакционной смеси
4.3.2 Влияние реакционной смеси
4.3.3 Влияние агрегатного состояния воды
4.3.4 Формирование оксигидроксида алюминия в присутствии волокнистых и дисперсных материалов
4.3.5 Влияние степени диспергирования прекурсора
4.4 Влияние процессов старения на свойства продуктов реакции
ГЛАВА 5. Получение сорбентов на основе оскигидроксида алюминия с бактерицидными свойствами
5.1 Модифицирование оксигидроксида алюминия коллоидным
серебром
5.2 Исследование сорбционных свойств бактерицидного 1 микроволокн истого материала
5.3 Оценка токсичности бактерицидного микроволокн истого 6 материала
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Цель работы выявление закономерности превращения нанопорошков алюмони гридной композиции в водных средах для получения микробиологически активных адсорбентов. Впервые показано, что нанопорошок алюмонитридной композиции взаимодействует с водой в гри стадии индукционный период, гидролиз нитрида алюминия на поверхности наночастиц и окисление алюминиевого ядра, длительность которых уменьшается при возрастании удельной поверхности прекурсора с увеличением в нем массовой доли нитрида алюминия. Показано, что при взаимодействии с водой нанопорошка алюмонитридной композиции образуется преимущественно псевдобемит в виде агломерированных нанопластин, аналогично окислению водой нанопорошка алюминия, но обладающий большей удельной поверхностью и объемом пор. Экспериментально определены зависимости скорости превращения нанопорошков алюмонитридной композиции, а также удельной поверхности, дзетапотенциала и сорбционных свойств образующихся продуктов от массовой доли нитрида алюминия, агломерированности прекурсора, температуры и реакционной среды. На основании полученных данных выбраны оптимальные условия синтеза продуктов реакции нанопорошков алюмонитридной композиции с водой с высокой адсорбционной способностью по отношению к микроорганизмам. Предложен способ модифицирования полученных адсорбентов частицами коллоидного серебра с целью предотвращения их биологического обрастания. Показано, что в процессе старения продуктов реакции нанопорошка алюмонитридной композиции в водной и воздушной среде в течение 6 месяцев происходит изменение фазового состава без изменения морфологии частиц, снижается величина удельной поверхности и дзетапотенциал. Основные результаты диссертационной работы обсуждались на Третьей Всероссийской конференции по наноматериалам НАНО Екатеринбург, апреля г. Втором Всероссийском семинаре Физикохимия поверхностей и ианоразмерных систем ИФХЭ им. Фрумкина, Москва, февраля г. Школеконференции молодых учных Неорганические соединения и функциональные материалы, посвящнной памяти профессора Ю. А. Дядина ИНХ СО РАН, Новосибирск, июня, г. Международной научнотехнической конференции Нанотехнологии функциональных материалов СПГПУ, СанктПетербург, сентября, г. V Российскогерманском семинаре КарлсТом Современные проблемы очистки воды. Наночастицы в водных объектах ТПУ, Томск, сентября г. Международной конференции НЕМ5 Бийск, 8 сентября г. Научной конференции Фундаментальные науки медицине Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Новосибирск, 7 сентября г. XXII симпозиуме Современная химическая физика Туапсе, сентября 5 октября г. IX Всероссийской конференции Физикохимия ультрадисперсиых нано систем Ижевск, ноября г. Международной РоссийскоКазахстанской конференции по химии и химической технологии Томск, апреля г. II Международной научнопрактической конференции Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине СанктПетербург, октября г. Работа выполнена и рамках Программы Президиума РАН . ФНМ, Разработка научных основ синтеза нового антисептического материала на основе электроположительных нановолокон и изучение его антимикробных свойств гг. Программы Президиума РАН 5. ФНМ4, Исследование механизмов антимикробного и ранозаживляющего действия нового антисептического материала на основе наноструктурного оксигидроксида алюминия I г Программы У3. Научные основы разработки биокомпозитов и систем медицинского назначения на основе ультрадисперсиых, наноразмерных и наноструктурных материалов гг. Программы Президиума РАН 5. ФНМ4. Разработка научных основ синтеза антимикробного сорбента с дополнительными функциональными свойствами на основе трехкомпонентных ианочастиц состава А1А1Ы2п, А1А1ЫРе, А1 А1ЫСи, г. ГК . Разработка технологии и создание производства нового класса антисептических материалов различного назначения на основе кристаллических сорбентов нитридов металлов, 1 1 гг. Объем работы. Работа изложена на 8 стр. Автор признателен за помощь при постановке задач исследований и обсуждении полученных результатов к. Глазковой Е. А. Автор также благодарит за содействие при проведении экспериментов д. Буякову С.