Физико-химические основы получения оксидов металлов термолизом оксалатов

• Автор: Ганнесен, Екатерина Витальевна
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Введение.

1. Литературный обзор

1.1. Основные области применения оксидных материалов.

1.2. Получение оксидов металлов термолизом металлорганических соединений.

1.3. Термическое разложение оксалатов металлов

1.3.1. Особенности строения оксалатов металлов

1.3.2. Термическое разложение оксалатов металлов

1.3.2.1. Оксалаты Бэлементов.

1.3.2.2. Оксалаты 1элементов

1.3.2.3. Оксалаты Гэлементов.

1.4. Методы исследования процессов термолиза

металл органических соединений
1.4.1. Комплексный термический анализ.
1.4.1.1. Дифференциальный термический анализ
1.4.1.2. Метод термогравиметрии.
1.4.1.3. Метод дифференциальных термогравиметрических кривых
1.4.2. Рентгенографический анализ.
1.4.3. Хроматографический анализ
1.5. Цель работы и постановка задач исследования
2. Экспериментальная часть
2.1. Изучение процессов термического разложения оксалатов металлов газоволюмометрическим методом
2.1.1. Устройство экспериментальной установки.
2.1.2. Газоволюметрическая методика проведения эксперимента.
2.2. Хроматографический анализ газообразных продуктов.
2.3. Методика получения реактивов.
2.4. Статистическая обработка экспериментальных данных
3. Расчтная часть.
3.1. Расчет термодинамических функций образования карбонатов и оксалатов металлов.
3.1.1. Расчет стандартных энергий Гиббса образования А1С8 малорастворимых карбонатов и оксалатов металлов в твердом состоянии.
3.1.2. Расчет стандартных энтальпий образования ДН
малорастворимых солей карбонатов и оксалатов металлов в твердом состоянии.
3.1.3. Расчет стандартных энтропий образования Д
малорастворимых солей карбонатов и оксалатов металлов в твердом состоянии.
3.2. Определение стандартной энергии Гиббса образования кристаллогидратов оксалатов металлов.
3.3. Определение температурных зависимостей изменения термодинамических функций в реакциях термического разложения карбонатов металлов
3.3.1. Определение изменения стандартной энтальпии в процессах термического разложения карбонатов металлов
3.3.2. Определение изменения стандартной энергии Гиббса в процессах термического разложения карбонатов металлов
3.3.3. Определение изменения стандартной энтропии в процессах термического разложения карбонатов металлов
3.4. Сопоставление термодинамических свойств карбонатов и оксалатов металлов.
4. Обсуждение результатов
4.1. Обсуждение экспериментальных данных по термическому разложению оксалатов железа , кобальта II, марганца И, меди II, никеля И, цинка II.
4.2. Определение температурных зависимостей ДгОТ и ДО0Т оксалатов Со И, СиН, Ге II, Мп II, II, 1п II.
4.2.1. Температурная зависимость изменения стандартной энергии Гиббса в реакциях термического разложения оксалатов металлов
4.2.2. Температурная зависимость стандартной энергии Гиббса образования оксалатов металлов
5. Технология процесса получения оксидов термолизом металлорганических соединений.
5.1. Выбор металлорганического соединения.
5.2. Определение условий осаждения оксалатов кобальта , марганца II, меди II, никеля II, цинка II из растворов солей.
5.3. Определение условий термического разложения оксалатов железа II, кобальта II, марганца II, меди II, никеля II, цинка II
5.3.1. Выбор газообразной среды
5.3.2. Определение температур разложения оксалатов металлов
5.4. Основные стадии процесса синтеза и термического разложения оксалатов металлов.
5.5. Технологическая схема процесса синтеза и термического разложения оксалатов металлов
5.6. Выбор необходимого технологического оборудования.
Выводы.
Литература


Учитывая данный факт, в настоящее время начато производство полупроводниковых датчиков на основе оксидов благородных металлов, которые реагируют на минимальное содержание в воздухе выше перечисленных примесей . Широкое применение оксиды металлов находят при производстве катализаторов. Главная проблема в данной области потребность в увеличении производства эффективных катализаторов, поскольку повышение их эффективности увеличивает коэффициент использования сырья, т. Отдельным пунктом необходимо выделить нанодисперсные оксидные материалы. Повышенный интерес исследователей к нанообъектам вызван обнаружением у них необычных физических и химических. В последнее время исследователи заинтересовались наноструктурированным , поскольку материалы на его основе широко применяются в электронике, оптоэлсктронике, оптике, солнечных батареях и сенсорах, а также служат фотокатализаторами. Особое место среди уникальных физических свойств наночастиц занимают магнитные свойства. Магнитные наноматериалы используются в системах записи и хранения информации, в новых постоянных магнитах, в системах магнитного охлаждения, в качестве магнитных сенсоров. Все это объясняет большой интерес специалистов различного профиля к таким системам. В настоящее время в магнитных лентах или дисках в качестве сред для магнитной записи информации чаще всего используют порошки с зернами уРегОз, СоуРе2Оз, Ре или РеСо микронных размеров. В этом случае для записи одного бита информации требуется примерно 9 атомов, в то время как при использовании наноматериалов частиц диаметром нм не более 5 атомов. Таким образом, переход к магнитным наноматериалам позволяет повысить плотность записи информации в 3 4 раз . Широкий спектр применения и у наноструктурных сплавов это разнообразный режущий инструмент, сверла и фрезы для микроэлектроники, штамповочные и буровые установки, разнообразные пилы и станки в лесотехнической промышленности, горнорудное оборудование и многое другое. В связи с этим актуальным является поиск новых методов синтеза оксидов металлов, в том числе и наномстровых размеров, которые также с успехом могут быть применены в производстве эффективных сорбентов, селективных катализаторов, сенсорных датчиков и керамических изделий с высокими эксплуатационными характеристиками. От успехов в синтезе оксидных наноматериалов с воспроизводимым комплексом свойств в значительной степени зависят перспективы их практического использования . Получение порошков металлов с их последующим окислением при высокой температуре в потоке кислородсодержащего газа в псевдосжиженном состоянии. По этому способу получаются сфероидальные сплошные частицы размером ЗОЗООмкм. Дисперсность и удельная поверхность их невелика, что обуславливает низкие значения данных параметров для оксидов, то есть низкое качество. Энергозатраты велики на всех этапах, соотношение качествоцена низкое. Себестоимость полученного порошка в сотни раз превышает себестоимость порошков по вышеприведенным способам. Механическое диспергирование порошков оксидов низкой дисперсности с целью уменьшения среднего диаметра частиц порошков оксидов, повышения их качества и обеспечения перехода товарной продукции в более высокую стоимостную категорию. Тем самым порошок загрязняется продуктами износа, резко снижается чистота и качество порошка, что снижает цену товарной продукции, несмотря на определенное повышение дисперсности. Это снижение реальной ценности измельченного порошка при увеличении его себестоимости недопустимо снижают рентабельность такого производства, даже крупнотоннажного. Получение оксидов металлов термическим разложением металлорганических соединений. Термораспаду металлсодержащих соединений уделяется вес большее внимание в связи с созданием научных основ метода V i i V ii, который с успехом используется для получения оксидных материалов 4. Так, в обзоре подробно описана технология Vпроцессов получения сегнетоэлсктрических тонких пленок осаждение пленок из паров метатлоорганических соединений. Также широкое распространение получил метод i ii метод разложения металлоорганического соединения из раствора, который является частным случаем зольгельметода получения тонких пленок.