Эволюционные процессы структурирования геля оксигидрата циркония

• Автор: Пролубникова, Татьяна Ивановна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 231 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1.0 полимерной природе водосодержащих соединений циркония

1.1.1. Оксихлорид циркония.

1.1.2. Оксигидрат циркония

1.2. Модели полимеризации оксигидрат циркония

1.2.1. Модель Клирфилда.

1.2.2. Модель Рейн гена.

1.2.3. Модель Блюменталя

1.2.4. Модель образования поликристаллических арегатов Лфазы диоксида циркония.

1.2.5. Сэндвичевая модель полимеризации.

1.3. Природа связанной воды в оксигидратных материалах.
1.3.1. Структурные особенности строения воды
1.3.2. Вода в составе оксигидрата циркония
1.4 Жидкокристаллическое состояние оксигидратных систем
1.5 Основы теории динамических систем
1.5.1 Самоорганизация материи.
1.5.2 Хаос в детерминированных системах.
1.5.3 Динамические системы и их классификация.
1.5.4 Устойчивость системы и бифуркации.
1.5.5 Аттракторы динамических систем
1.6. Самоорганизация в оксигидратных системах
1.7. Топологический и логический подходы в химических исследованиях
1.8. Пространственные структуры с квазисимметрией
1.8.1. Симметрия в неживой природе
1.8.2. Слабый хаос и квазирегулярные структуры
1.9 Реологические исследования.
1 Термогравиметрические и рентгенографические исследования.
1. Постановка задач исследования.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1 Методика приготовления раствора оксихлорида циркония.
2.2 Синтез гелей оксигидрата циркония
2.3 Методика снятия реологических кривых.
2.3.1 Описание работы прибора.
2.3.2 Схема подключения оборудования
2.3.3 Обработка полученных данных.
2.4 Вычисление значений вязкости.
2.5 Построение фазовых портретов изменения мгновенной динамической вязкости
2.6 Расчет размеров областей пульсационного шумового структу рирования
окси I и дра га циркон и я
2.7 Методы алгебраического и геометрического описания аттракторов как пространственных структур.
2.7.1. Метод абстрактной алгебры
2.7.2. Геометрический метод анализа квазисимметрии аттракторов
2.8. Термогравиметрические исследования аморфного оксигидрата циркония
2.9. Микроскопические исследования.
2 Рентгенографические исследования.
ГЛАВА 3. СТРУКТУРНОЕ ФОРМИРОВАНИЕ ОКСИГИДРАТНЫХ ГЕЛЕВЫХ НАНОКЛАСТЕРОВ ПРИ РЕОЛОГИЧЕСКОМ ИССЛЕДОВАНИИ
3.1. Шумовые вязкостные характеристики геля оксигидрата циркония.
3.2. Стохастический резонанс в формировании структурных элементов оксигидрата циркония
3.3. Влияние сдвиговой деформации на частотноразмерные характеристики оксигидрата циркония в процессе старения
3.3.1. Серия
3.3.2. Серия
3.3.3. Серия
3.3.4. Серия
3.4. Выводы но результатам анализа частотноразмерных характеристик
ГЛАВА 4. ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ И АЛГЕБРАИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ОКСИГИДРАТНЫХ КЛАСТЕРОВ .
4.1. Булева алгебра в отображениях аттракторов
4.2. Квазисимметрия вязкого течения оксигидратного геля.
4.3. Бифуркационнотопологические закономерности эволюции оксигидрата циркония
4.4. Фазовый цифровой молекулярносиловой микроскоп.
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ НАДСТРУКТУРЫ ОКСИГИДРАТА ЦИРКОНИЯ
5.1. Роль связанной воды в формировании областей взаимодействия оксигидратных кластеров.
5.1.1. Результаты термогравиметрического анализа.
5.2. Формирование жидкокристаллических и кристаллических фаз в оксигидрате циркония
5.2.1. Результаты микроскопических исследований
5.2.2. Результаты рентгенографического исследования
5.2.3. Выводы по исследованию формирования жидкокристаллических и
кристаллических фаз в оксигидрате циркония
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Сечение захвата Р зависит от числа сторон данного типа и количества на них центров полимеризации. Центрами полимеризации являются а ОНгруппы, находящиеся на границах комплекса, в плоскости сетки из атомов циркония и б ОНггруппы, лежащие над и под сеткой из атомов циркония. В образующемся комплексе основным является катионный мотив построения сетки из атомов циркония, к которому подстраивается подчиняется кислородное окружение. Плоские полиндерные структуры. При растворении тетрахлорида циркония в воде возникает тетрамерная структура, которая может быть представлена как результат взаимодействия в растворе двух димерных комплексов циркония. Механизм образования ди и тетрамерного комплекса один и тот же при
сближении двух ионов циркония на расстояние 3,6 А происходит их сочленение в целое с образованием мостиковой ОНпары. Входящие в состав димера ОНгруппы расположены над и под прямой, соединяющей атомы циркония. ОНгрупп в структуре тстрамера все ОНпары димерные и пары взаимодействия становятся ориентированными перпендикулярно плоскости квадрата атомов циркония. Тетрамерная структура водного дихлорида циркония стабильно существует в растворе при высоких концентрациях 5М наблюдается кристаллизация соли такого же строения при средних концентрациях НО М тетрамеры структурно между собой не взаимодействуют эффект платополимеризации а при малых концентрациях 1М наблюдается явление самопроизвольной полимеризации тстрамеров. Независимо от причин, вызвавших структурное взаимодействие тетрамеров внешний протолиз основанием при введении в раствор соли ОНгрупп или кинетический протолиз с отщеплением от тефамера граничных пар ионов ЬГиСГ, при их сближении происходит образование нового полимерного комплекса из двух тетрамеров комплекса К2 рис 1 Механизм взаимодействия тождествен рассмотренному выше при сближении двух боковых сторон тефамера или двух димерных пар происходит их сочленение с образованием двух новых связующих пар атомов циркония соответственно с двумя новыми ОНпарами. Образование нового комплекса К4 должно происходить через более длинные стороны комплексов К2, имеющие соответственно большее сечение захвата, и сопровождается возникновением уже четырех новых связующих пар рис. Объемные, полиядерные структуры. Дальнейшее развитие полимеризации должно происходить по объемному механизму на фанях типа , имеющих большие сечения захвата значения сечений захвата и составляют x2 и 4х4 в произведениях первый сомножитель число центров полимеризации, второй число сторон такого типа. В этом случае при взаимодействии сеток К4 по граням типа происходит образование комплекса К4. К4, перекрывающих одна другую с некоторым смещением рис. Механизм взаимодействия на атомном уровне сеток К4 начинает действовать после
сближения атомов циркония до расстояния 3,6 А. При сочленении сеток происходит удаление молекул Н и включение атомов кислорода в четверное окружение атомов циркония 4. Ьг представляет собой структурный мотив Си. РХг. О
о. Кг в комплекс К 1 7. ОН. Рис. Двухмерные полиядерные структуры. После образования комплексов К4. Гг, все еще имеющим большие сечения захвата значения Рт и равны соответственно x2 и 8x4. При образовании новою комплекса К4. К4. В структуре объемных полиядерных комплексов К4. Хг8, которые в зависимости от условий обработки трансформируются в ХЮ за счет тетрагонального искажения сеток металла и в гЮ4 за счет моноклинного искажения. По мерс роста частиц изза все большего топологического разнообразия в их конфигурациях взаимодействия между ними будут происходить со вес меньшим числом стыкующихся узлов, так как возможность нахождения граней с аналогичными конфигурациями в этом случае существенно уменьшается. Таким образом, после образования комплексов построение регулярной, правильной решетки диоксида циркония становится маловероятным. Кристаллические агрегаты фазы А диоксида циркония состоят из частично состыкованных комплексов Кя и являются субмикропористыми. На поверхности структурнонесостыкованных граней сохраняются ОНгруппы.