ЯМР томография процессов массопереноса и химических превращений в гетерогенных системах

• Автор: Коптюг, Игорь Валентинович
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 365 с. : ил

Различные стратегии получения изображения и спектров ЯМР связующего с пространственным разрешением сопоставлены ,7 для компактов, спрессованных из порошка оксида алюминия с полимерным связующим 2. Влияния среднего размера частиц на распределение связующего не обнаружено, однако при уменьшении отношения длины компакта к диаметру до 0. Гистограммы интенсивности сигнала, построенные из 2М изображений, могут быть использованы для контроля равномерности распределения связующего . Получено также изображение прессованного зЫ4 диска с отверстиями различного диаметра, содержащего органики по весу 7. Огметим, что для низкомолекулярных полиэтиленоксида, поливинилового спирта и полиэтилентерефталата, используемых в качестве связующего при изготовлении керамики, времена Т2 составляют порядка 1 мс, а Т2 порядка 0 мкс. Степень перемешивания исходных компонентов существенна и при выращивании крупных кристаллов цеолитов 8. Для определения качества перемешивания двух исходных растворов в реакторе периодического действия процесс был исследован в лабораторных условиях методом ЯМР микротомографии. При синтезе цеолита А одним из компонентов служил раствор алюмината натрия с добавлением триэтаноламина ТЭА в качестве ингибитора зародышеобразования. Вторым компонентом была взвесь двуокиси кремния либо раствор силиката натрия. Сигнал ЯМР регистрировался по протонам ТЭА, все остальные реагенты использовались в дейтерированной форме. ТЭА в смеси после одиннадцати циклов смесь становится практически однородной. На изображениях отчетливо различимы пузырьки воздуха захваченные вязкой смесыо. При использовании силиката натрия получение однородной смеси еще более затруднено, поскольку через несколько секунд после приведения компонентов в контакт происходит процесс гелеобразования, и вязкость смеси возрастает. Дальнейшие циклы смешивания приводят к образованию комков алюмосиликатного гидрогеля, различимых на изображениях изза различий в составе. Эффективность смешивания существенно зависит от конструкции реакторасмесителя. Изображения, полученные для четырех различных конструкций, разработанных для синтеза цеолитов на борту космического челнока, позволили определить наиболее эффективную. Аналогичные исследования выполнены для синтеза цеолита X. Попытки применить тот же подход при синтезе морденита оказались неудачными. В этом случае вместо ТЭА использовался тетраэтиламмоний бромид, являющийся структурирующим агентом. В отличие от ТЭА он не участвует в комплексообразовании с алюминием или кремнием, поэтому его распределение не отражает степень смешивания реагентов. Размер и распределение пустот и газовых пузырьков во вторичных взрывчатых веществах ВВВ существенно влияют на инициирование и распространение процесса детонации. Под действием ударной волны пустоты адиабатически схлопываюгся и тем самым инициируют процесс взрывообразного горения. Пустоты могут быть внедрены путем добавления к взрывчатому веществу полых частиц либо в результате протекания химической реакции с участием нитрата аммония и нитрита натрия с выделением азота. Одним из типов ВВВ являются взрывчатые концентрированные водомасляные эмульсии. Были исследованы 9 два образца, один из которых практически не имел пустот, а в другой для образования пузырьков азота при приготовлении добавляли водный раствор нитрита натрия, что приводило к пористости . На 2М изображениях второго образца видны пустоты размером до 0. Данные согласуются с результатами сканирующей электронной микроскопии. Исследован 0 процесс расслоения эмульсии подсолнечного масла в Э, как объемной, так и в виде пленки толщиной менее 0 мкм. С течением времени происходит гравиметрическое отделение диспергированной фазы от сплошной фазы эмульсии. Наблюдается градиент концентрации масла в приповерхностном слое во всех образцах независимо от концентрации полимера, а также повышение концентрации с течением времени. Оба факта, вероятно, связаны с полидисперсностью размера капель, упаковка которых уплотняется со временем в результате сил со стороны нижних слоев.