Физико-химические закономерности химического осаждения гидратированных оксидов металлов с использованием органических соединений

• Автор: Фетисова, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОС ЮВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Метод химического осаждения

1.2. Осадители, используемые в химическом осаждении

1.2.1. Общая характеристика осадителей

1.2.2. Реакции осадителей в водных растворах

1.3. Химическое осаждение гидратированных оксидов олова и сурьмы

1.3.1. Способы осаждения гидратированных оксидов олова и сурьмы

1.3.2. Фазовый состав и структура кислородных соединений олова

1.3.3. Фазовый состав и структура кислородных соединений сурьмы
1.3.4. Взаимодействие олова и сурьмы в водных растворах
1.4. Способы получения пленок оксида олова
1.4.1. Применение оксида олова
Выводы
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Исходные реактивы
2.2. Методика получения осадков
2.3. Методика осаждения пленок
2.4. Методы исследования структуры, состава и морфологии полученных образцов осадков и пленок
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОЛИТИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ УРОТРОПИНА, ФОРМАМИ ДА И ДИМЕТИЛФОРМАМИДА
3.1. Изучение основных свойств осадителей
3.1.1. Изучение основных свойств ГМТА
3.2. Расчет ионных равновесий в системе ГМТА Н и ГМТА Н НА
3.3. Исследование кинетики гидролиза ГМТА, ФА и ДМФЛ
3.3.1. Исследование кинетики кислотного гидролиза ГМТА
3.3.2. Исследование кинетики щелочного гидролиза ФА и ДМФА
Выводы
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ
Г ИДРАТИРОВАННЫХ ОКСИДОВ ОЛОВА И СУРЬМЫ
4.1. Расчет условий осаждения оксидов олова и сурьмы в водных и фторидньгх растворах
4.1.1. Расчет ионных равновесий в системе ион олова Пгидроксид олова И
4.1.2. Расчет ионных равновесий в системе ион олова 1Угидроксид олова IV
4.1.3. Расчет ионных равновесий в системе ион сурьмы Шгидроксид сурьмы III
4.2. Расчет ионных равновесий в системе Ьп8Ьп ГЬО ГМТА и
Н НА ГМТА
4.3. Изучение кинетических характеристик процесса гомогенного осаждения гидратированного оксида олова
Выводы
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА, СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОЛУЧЕНЫХ ОБРАЗЦОВ ПЛЕНОК И ОСАДКОВ ГИДРАТИРОВАННЫХ ОКСИДОВ ОЛОВА, СУРЬМЫ.
5.1. Исследование образцов осадков
5.1.1. Изучение фазового состава образцов
5.1.2. Изучение процесса дегидратации методом ИК спектроскопии
5.1.3. Гермогравиметрический анализ образцов
5.2. Гомогенное осаждение и исследование пленок оксида олова
5.2.1. Некоторые закономерности кинетики роста пленок
5.2.2. Оптические свойства и электропроводность
5.2.3. Исследование морфологии и структуры пленок
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Физические, химические свойства, а также структура этих продуктов в значительной степени зависят от способа осаждения. В начале века понятие о химическом осаждении и кристаллизации рассматривали как синонимы. Лишь после работ Веймарна, Кольшюттера, Кольтгоффа, Танаева, Алимарина, Клячко и других исследователей взгляд на химическое осаждение изменился. Осаждение в отличие от кристаллизации, стали рассматривать как физикохимический процесс. Общим для кристаллизации и осаждения являются закономерности зарождения и роста твердой фазы 1. Индукционный период. Промежуток времени, характеризующийся отсутствием видимого развития реакции, называют индукционным периодом. Продолжительность его может быть самой различной. В этот период увеличивается нестабильность раствора, то есть возникают начальные активные центры в виде активированных комплексов агрегатов частиц, обладающих максимальной потенциальной энергией. Время перехода активированных центров в зародыши твердой фазы связано с наличием энергетического барьера, который необходимо преодолеть для создания новой фазовой поверхности. Одновременно затрачивается энергия на полную или частичную дегидратацию ионов, переходящих в активные комплексы из раствора. Время индукции зависит от природы образующегося соединения, от концентрации растворов, от применяемого метода осаждения и от условий массопереноса. В конце индукционного периода активные центры критических размеров способны к самопроизвольному росту и срастанию в агрегаты, давая начало зародышам новой твердой фазы. На кинетику образования твердой фазы наибольшее влияние оказывает дальнейший рост зародышей. Собственно осаждение. Переход границы растворимости и образования первичных частиц твердой фазы решающая стадия процесса химического осаждения. Объединение атомов или молекул в первичные твердые частицы дает или закономерное, или беспорядочное расположение их в пространстве в зависимости от природы атомов и характера сил притяжения между ними. Сильное действие оказывает и окружающая среда растворитель вода и растворенные вещества. На полноту осаждения влияют, в основном, физические размер частиц осадков, солевой эффект и химические среды, присутствие в маточном растворе комплексообразователей и общих ионов факторы. Более значительным воздействием на растворимость обладают химические факторы, способные изменять растворимость осадка на много
порядков в и более раз и, следовательно, этими факторами, в основном, определяется полнота осаждения из раствора. На растворимость осадков влияют два противоположно направленных процесса высаливание и комплексообразование. Первый снижает растворимость осадка в маточном растворе, второй повышает ее. Отличием их друг от друга является различие в возможности сохранения постоянства физикохимических и технологических условий в течение процесса осаждения. Периодический процесс ведут циклами, включающими стадию осаждения и опорожнения реактора и подготовки его к новому циклу. Полунепрерывный процесс состоит из периодических циклов, включающих стадии осаждения и опорожнения. Отличительной чертой такого процесса является подача реагентов путем одновременного сливания рассчитанных объемов растворов непрерывно, но раздельно в реактор, в котором находится некоторый объем раствором от предыдущей операции. При непрерывном процессе осаждения раствор подают в некоторый объем перемешиваемой суспензии, находящегося в реакторе в течении любою промежутка времени, непрерывно и одновременно, но раздельно осадитель и осаждаемое вещество. Такой процесс позволяет полностью обеспечить постоянство всех физикохимических и технологических условий процесса осаждения. Все методы химического осаждения из растворов по фазовому состоянию реагирующих веществ могут быть разделены на гетерогенные и гомогенные. В методах первой группы осадитель и осаждаемое вещество первоначально находятся в разных объемах, смешение предшествует реакции осаждения. В методах второй хруппы и осадитель и осаждаемое вещество находятся в одном растворе. Гетерогенные методы химического осаждения.