Гетерогенные взаимодействия в процессе синтеза титанатов бария и висмута в расплавах солей

• Автор: Барышников, Вячеслав Георгиевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Список условных сокращений

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Современные методы синтеза высокодисперсных порошковых материалов

1.2 Выбор исследуемых объектов

1.3 Кинетические особенности многостадийных гетерогенных реакций

Выводы к главе 1

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОЦЕДУРА

2.1 Методика синтеза частиц титанатов в расплавах нитратов

2.2 Методика исследования продуктов реакции методом рентгенофазового анализа

2.3 Методика исследования частиц методом атомносиловой микроскопии
Выводы к главе 2
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1 Синтез титаната бария с использованием разных источников диоксида титана
3.1.1 Синтез ВаТЮз с использованием микроразмерных частиц ТЮ2
3.1.2 Синтез ВаТЮз с использованием аморфного гидратированного диоксида титана
3.1.3 Синтез ВаТЮз с использованием нанодисперсных частиц ТЮ2
3.2 Синтез титаната висмута с использованием разных источников диоксида титана
3.2.1 Синтез титаната висмута с использованием микроразмерных частиц диоксида титана
3.2.2 Синтез титаната висмута с использованием наноразмерных частиц диоксида титана
Выводы к главе 3
4 ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ. Химизм процессов образования титанатов бария и висмута разной дисперсности.
ВЫВОДЫ
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Копия диплома Международной выставкиконгресса Высокие технологии. Инновации. Инвестиции, СанктПетербург, 25 октября г.
Приложение Б. Уведомление о положительном результате формальной экспертизы от на выдачу патента на изобретение, заявка
Приложение Б. Копия заявки на выдачу патента РФ Состав композиции для получения сегнетоэлектрического материала,
Приложение Г. Уведомление о положительном результате формальной экспертизы от на выдачу патента на изобретение, заявка
Приложение Д. Копия заявки на выдачу патента РФ Состав композиции для получения сегнетоэлектрического материала,
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


С другой стороны, неравновесность системы позволяет осуществлять необычные и трудно прогнозируемые новые химические превращения. Кинетика реакций в низкомасштабных системах ограниченной геометрии отличается от классической, которая не учитывает флуктуаций концентрации реагирующих частиц. Образованиям с небольшим числом взаимодействующих молекул свойственны относительно большие колебания в числе реагентов. Это обстоятельство приводит к несовпадению во времени изменений концентрации реагентов на поверхности различных по размерам наночастиц и, как следствие, к их разной реакционной способности. Описание кинетики в подобных системах основано на использовании стохастического подхода, учитывающего статистические флуктуации в числе реагирующих частиц. Существует множество физических и химических методов, позволяющих получать наночастицы. Приведенные выше методы можно разделить по их одной особенности получение частиц путем укрупнения отдельных атомов, или подход снизу, и различные варианты диспергирования и агрегации, или подход сверху. Подход снизу характерен в основном для химических методов получения наноразмерных частиц, подход сверху для физических методов . Получение наночастиц путем увеличения числа атомов в кластере позволяет рассматривать единичные атомы, молекулы и ионы как нижнюю границу нанохимии. Верхняя граница такое количество атомов в кластере, при дальнейшем увеличении которого уже не происходит качественных изменений химических свойств и они становятся аналогичными свойствам компактного материала. Количество атомов или молекул определяющих верхнюю границу, индивидуально для каждого элемента или вещества. Важно, что структура наночастиц одних и тех же размеров, получаемых диспергированием и путем построения из атомов, может различаться. При диспергировании компактных материалов в синтезируемых наночастицах, как правило, сохраняется структура исходного образца. Частицы, образованные путем агрегации атомов, могут иметь другое пространственное расположение атомов, которое влияет на их электронную структуру. Например, для частиц размером 24 нм может наблюдаться уменьшение постоянной решетки , . Наиболее широкое распространение получили такие химические методы синтеза наноразмерных материалов, как зольгель, гидротермальный, соосаждения реагентов из растворов, электрохимического осаждения и др. Зольгель метод отличается низкими, температурами синтеза, но требует сложных и дорогостоящих органонсорганических прекурсоров которые могут быть опасны для окружающей среды и человека. Классический гидротермальный метод требует достаточно сложного и дорогостоящего оборудования, контроль над процессом синтеза затруднен и осуществляется косвенно. Определение параметров синтеза при высоких температурах и давлениях изза сложности эксперимента не отличаются точностью, что вызвано, в том числе высокой коррозионной активностью воды по отношению к материалу автоклава. Суть метода заключается в том, что в автоклав помещают исходные вещества и растворитель, при получении пленок еще и подложку. При нагревании под давлением растворимость исходных веществ увеличивается и или протекает реакция синтеза, с понижением температуры процесса происходит осаждение на поверхность подложки или в. Результаты исследований показали, что они обладают низкими сегнетоэлектрическими характеристиками Это ограничилораспространение данного метода . Известен модернизированный на основе гидротермального метод выращивания пленок сложных оксидных соединений и титапатов на металлической подложке из растворов щелочей с приложением электрического поля при низких температурах 0С . Метод заключается в том, что в закрытую ячейку помещаются две пластиныэлектрода. Одна пластина из того металла, который будет входить в синтезируемое соединение, другая из химически нейтрального металла. В качестве реагентов используются гидроксиды соответствующих элементов с добавлением щелочирастворителя. Например, для синтеза Сах8гхТЮз используется титановая подложка, гидроксиды СаОН2, 8гОН2, в качестве растворителя КтаОН. Титановая подложка служит анодом, платиновая пластина катодом. Синтез производится при 0С.