Влияние физико-химических факторов на спектры диффузного отражения в ближней инфракрасной области влагосодержащих порошкообразных веществ

• Автор: Собина, Егор Павлович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень условных буквенных обозначений и принятых сокращений.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Неоднородные порошкообразные влагосодержащие вещества

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Методы определения влажности твердых веществ.

1.2. Вода в твердом веществе и ее проявление в спектрах ближней ИКобласти

1.3. Теоретическое описание взаимодействия инфракрасного излучения с

влагосодержащими порошкообразными веществами.

1.4. Контроль влажности твердых веществ в динамическом режиме методом

ИКспектроскопии.

I 1 I
1.5. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Применяемая аппаратура
2.2. Методики приготовления проб веществ с различной влажностью
2.3. Характеристика объектов исследования
ГЛАВА 3. Влияние природы порошкообразных веществ на проявление полос
поглощения воды в ближней инфракрасной области.
ГЛАВА 4. Теоретическое описание влияния на ИКсисктры отражения
влагосодержащнх порошкообразных веществ их гранулометрического
состава и пористости.
ГЛАВА 5. Контроль влажности твердых порошкообразных веществ с помошыо
ИКвлагомсра.
5.1. Влияние длины волны излучения и величины влажности на вид градуировочной характеристики промышленного ИКвлагомсра
5.2 Влияние физикохимических факторов на результаты измерений влажности промышленным ЙКвлагомером
5.3 Экспериментальная проверка физикоматематической модели выходного сигнала промышленного ИКвлагомера от влажности и характеристик гранулометрического
состава.
ГЛАВА 6. Контроль влажности твердых веществ с помощью промышленных
ИКвлагомеров в динамическом режиме.
ЛИТЕРАТУРА


Химически связанная вода может быть двух типов это кристаллизационная, содержащаяся в кристаллогидратах например, в соединениях ВаС2Н, СаБОдНгО, ЫагВдО1 0Н2О, или конституционная вода, выделяющаяся в результате разложения вещества при нагревании СаОН2 СаО Н, 2КН. К7 Н 5, . Также химически связанную воду классифицируют следующим образом стехиометрическая вода в виде гидроксильных групп Н0д, ВаОН2, 2п. Физикохимическая связь влаги с материалом не имеет строго определенных стехиометрических соотношений и включает адсорбционносвязанную влагу и осмотическую влагу. Для характеристики состояния влаги в материале важное значение имеет изучение явлений, развивающихся на поверхности раздела фаз жидкостьтвердое тело, т. Обычно рассматривают физическую и химическую адсорбцию. Если адсорбируемая молекула и адсорбент рассматриваются как независимые системы, т. Если же при адсорбции молекулы адсорбата отдают или получают от поверхности адсорбента электрон, то они взаимодействуют и связываются атомами поверхности каждый в отдельности, имеет место химическая адсорбция. При этом свойства адсорбционной влаги могут существенно отличаться от свойств свободной воды, в то время как осмотическая вода по своим свойствам ничем не отличается от свойств обычной воды. Количество воды, хемосорбированной глиноземами, пропорционально их поверхности одна молекула воды приходится на два поверхностных атома кислорода . Дополнительные количества воды связываются образовавшимся монослоем за счет физической адсорбции. При адсорбции на поверхности ионных твердых тел, которая обычно идет очень интенсивно, на поверхности образуются гидроксильные группы ОН, что существенно влияет на химические и электронные свойства материала. Она может адсорбироваться на кислоте Лыоиса в результате кислотноосновной реакции. При этом группа ОН обобществляет свои электроны с кислотным центром Льюиса, а оставшийся протон связан слабо и легко вступает в реакции. Адсорбция может происходить также на основании Льюиса ион кислорода в решетке или его эквивалент . При этом протон оказывается сильно связанным за счет взаимодействия через обобществленные электроны основного центра, а оставшаяся слабо связанная группа ОН обеспечивает остаточную основность твердого тела. Обычная поляризация молекулы воды в электрическом поле поверхности ионного твердого тела тоже может привести к ее связыванию, но менее сильному. К такому типу связи часто приводит поляризация в кристаллическом поле иона переходного металла. Наконец, может иметь место водородная связь, когда один из прогонов делится между ионом кислорода воды и анионом твердого тела. Адсорбция воды на оксидах или других ионных твердых телах оказывается энергетически предпочтительной, поскольку в результате граница кристалла покрывается одновалентными группами в согласии с правилом валентностей Полинга . Химическая активность поверхности ионного твердого тела сильно зависит от наличия или отсутствия на ней воды. Рассмотрим химическую активность оксида как функцию количества адсорбированной воды. В результате помещения поверхности в воду или в достаточно влажную атмосферу на ней адсорбируются несколько монослоев воды. При умеренном высушивании удаляется физически адсорбированная вода, и на поверхности остаются только адсорбированные группы ОН. Этот процесс легко обратим. Дальнейшее высушивание приводит к удалению гидроксильных групп ОН и обнажению поверхности ионов, что приводит к возникновению областей с положительным и отрицательным высоким электростатическим потенциалом. Обезгажнвание при более высоких температурах, устраняющее остаточную воду, приводит к тому, что поверхность становится такой инертной, что даже рсадсорбция поды протекает очень медленно . Физикомеханическая связь удержание воды в неопределенных количествах. Этому состоянию соответствует влага в мнкро и макрокапиллярах. Давление воды над макрокапиллярами, радиус которых больше 5 см, практически не отличается от давления насыщенного пара над свободной поверхностью воды. Вода заполняет сквозные макрокапилляры только при непосредственном соприкосновении с твердыми веществами. Влага в микрокапиллярах заполняет узкие поры, средний радиус которых менее 5 см.