Физико-химические процессы получения водорода и алюмосиликатных адсорбентов в гетерогенных гидрореакционных композициях на основе кремнийсодержащих соединений

• Автор: Шилина, Алла Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 с. : ил.

Введение.

Глава X. Литературный обзор

1.1. Концепция водородной энергетики

1.2. Концепция алюмоводородиой энергетики

1.3. Очистка водных сред твердыми сорбентами.

Глава 2. Методика эксперимента

2.1. Характеристика химических реагентов.

2.2. Методика получения водорода и алюмосиликатного адсорбента

с использованием композиции

2.3. Методика получения водорода и алюмосиликатного адсорбента

с использованием композиции

2.4. Калориметрический метод определения тепловых эффектов реакций.
2.5. Хроматографический анализ состава газовой фазы
2.6. Методика определения насыпной плотности сорбента
2.7. Гравиметрический метод определения состава алюмосиликатного
адсорбента.
2.8. Методики определения структуры и строения алюмосиликатного адсорбента
2.8.1. Рентгеноструктурный анализ
2.8.2. Сканирующая электронная микроскопия.
2.8.3. И К спектроскопия.
2.9. Методика определения сорбционной емкости алюмосиликатного адсорбента.
2 Определение концентрации сорбируемых ионов и органических веществ в водных растворах после наступления адсорбционного равновесия.
. Определение концентрации катионов кальция и магния при совместном присутствии.
. Определение концентрации катионов никеля.
. Определение концентрации катионов железаШ
. Определение концентрации катионов свинца.
. Определение концентрации катионов кобальта.
. Определение концентрации катионов стронция.
. Определение концентрации катионов цезия
. Определение концентрации фенола
. Определение концентрации бензапирена.
2. Методики проведения десорбции катионов металлов.
Глава 3. Исследование образовании водорода гидрореакциннмми композициями на основе алюминия и жидкого натриевого стекла
3.1. Влияние состава композиции на скорость накопления и выход водорода
3.2. Зависимость процесса образования водорода от температуры
3.3. Влияние степени гетерогенности твердой фазы композиции на процесс образования водорда.
Глава 4. Исследование образования алюмосиликатного адсорбента1 в гидрореакциониых композициях на основе алюминии и жидкого натриевого стекла и изучение его адсорбционных свойств
4.1. Влияние состава гидрореакционной композиции на процесс образования и выход алюмосиликатного адсорбента1.
4.2. Физикохимические свойства алюмосиликатного адсорбента.
4.3. Определение структурной формулы алюмосиликатного адсорбента до и после температурной обрабоки
4.4. Исследование сорбционных свойств алюмосиликатного адсорбента по отношению к ряду катионов металов.
4.5. Сорбционные свойства алюмосиликатного адсорбента после предварительной термической обработки.
Глава 5. Исследование закономерностей образования водорода гидрореакцнонными композициями на основе алюминия и кристаллогидрата метасиликата натрия
5.1. Влияние состава композиции на скорость накопления и выход водорда
5.2. Получение водорода при дозированном добавлении воды
Глава 6. Исследование образования алюмосиликатного адсорбента2 гидрореакцнонными композициями на основе алюминия и кристаллогидрата метен л и ката натрия
6.1. Влияние состава гидрореакционной композиции на процесс образования и
выход алюмосиликатного адсорбента.
6.2. Определение удельной площади поверхности сорбента
6.3. Определение структурной формулы алюмосиликатного адсорбента до и
после температурной обработки
6.4. Сорбционные свойства алюмосиликатного адсорбента2.
6.5. Сорбционная мкость алюмосиликатного адсорбента до и после температурной обработки.
Глава 7. Физикохимические процессы получения водорода и алюмоенликатных адсорбентов как процессы, соответствующие принципам зеленой химии
7.1. Схема химических реакций с участием алюминия, кристаллогидрата метасиликата натрия и воды
7.2. Тепловые эффекты реакций с участием алюминия, кристаллогидрата
метасиликата натрия и воды
7.3 Сравни тельная оценка двух гетерогенных систем.
7.4. Механизм сорбции
7.5. Оценка стоимости водорода и адсорбента
ВыводыПО
Литература


Другие широко используемые на АЭС сорбенты, такие как перлит и диатомит, также обладают низкой термической стойкостью до С и, кроме того, очищают воду только от крупнодисперсных и коллоидных примесей ,. АЭС. Применение природных и синтетических цеолитов, способных эффективно очищать воду от растворенных солей, ограничено высокой стоимостью и дефицитностью. Другие твердые сорбенты такие, например, как оксид алюминия АЬОз, гидроксид алюминия А1ОНз, природный сорбент брусит 1ОН2, неустойчивы в агрессивных средах и имеют высокую стоимость. Таким образом, изза низкой термостойкости ионообменных смол, перлита, диатомита, высокой стоимости и дефицита термостойких сорбентов типа цеолитов сорбционные методы очистки водных сред при высоких температурах не нашли широкого практического применения на АЭС. Большие коэффициенты очистки и возможность обработки воды без снижения температуры и потери тепла делают сорбционный метод перспективным также и для других промышленных объектов. ТЭК. При исследовании закономерностей физикохимических процессов, протекающих в гетерогенных гидрореакционных композициях на основе микродисперсных порошков алюминия и таких кремнийсодержащих соединений как жидкое натриевое стекло и кристаллогидраты мстасиликат натрия нами было установлено, что в этих композициях одновременно с образова
нием водорода синтезируется в виде т вердого пористого продукта алюмосиликатный адсорбент. Было установлено, что синтезированный таким способом аморфный алюмосиликатпый адсорбент обладает высокой сорбционной способностью по отношению к ряду катионов тяжелых металлов никель, свинец, железо, кобальт, медь и др. В диссертационной работе приведены результаты исследований закономерностей получения и сорбционные свойства нового аморфного алюмосиликатиого адсорбента, в том числе с целью определения возможности его применения для очистки водных сред при высоких температурах. Кроме того, проведено изучение сорбционных свойств адсорбента после модифицирования путем термической обработки при температурах в диапазоне от 0 до 0С. Итак, вторая задача диссертационной работы состоит в проведении исследований закономерностей протекания физикохимических процессов получения алкомосиликатного адсорбента в гетерогенных гидрореакционных композициях, содержащих порошок алюминия и такие крсмнийсодержаидие реагенты как жидкое натриевое стекло или кристаллогидрат метасиликата натрия Юз9Н зависимости от состава композиции, температуры и других факторов, а также в изучении сорбционных свойств алюмосиликатного адсорбента по отношению к катионам различных металлов. Глава 1. Развитие земной цивилизации и смена общественноэкономических формаций классифицируются по ведущему способу материалу производства, который определяет данный уровень общественного развития и материальной культуры человечества каменный век, медный век, железный век. В последние столетия развитие цивилизации стало определяться главным образом энергоносителем, используемым в данный момент. Переход от одного энергоносителя к другому происходит болезненно и длительно. Переход от дров к углю занял почти двести лет, на смену углю пришла нефть с середины XX века на первый план стал выдвигаться природный газ. Большую часть своей истории общество развивалось без расходования исчерпываемых топливных ресурсов, используя только возобновляемые источники энергии, непрерывно создаваемые энергией Солнца. В XX веке сформировалась экономика, основанная на ископаемом топливе. Уже в г. В е годы XX века произошла энергетическая революция, которую вызвало резкое увеличение потребления энергии. Так, с по г. В настоящее время основным источником получения энергии является органическое топливо уголь, нефть, природный газ, сланцы, древесина, торф. По данным Мирового энергетического агентства структура мирового потребления первичной энерг ии выглядит следующим образом органическое топливо нефть ,5, уголь ,0, газ ,2, биомасса и отходы ,8, ядерная энергия 6. В предстоящее десятилетие мировой спрос на электроэнергию существенно увеличится. Мировое потребление электричества к г.