Процесс электрохимического синтеза нанопорошков оксидов олова с использованием переменного тока и его аппаратурное обеспечение

• Автор: Балмашнов, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДОВ ОЛОВА.

1.1 Физикохимические свойства металлического олова

1.2 Физикохимические свойства и применение оксидов олова

1.3 Получение оксидов олова

1.4 Использование электролиза с применением переменного тока для получения оксидов олова.г

1.5 Постановка задач исследования

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ОЛОВА НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ

2.1 Методика проведения экспериментов

2.2 Влияние состава и концентрации электролита

2.3 Влияние плотности тока и температуры
2.4 Определение энергии активации процесса электрохимического окисления олова
2.5 Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ОЛОВА ЭЛЕКТРОЛИЗОМ НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ
3.1 Фазовый состав продуктов электрохимического окисления олова на переменном токе
3.2 Стадии образования оксидных форм олова при электролизе
3.3 Особенности образования оксида олова II, обладающего проводимостью ртипа
3.4 Дисперсность и пористая структура продуктов электрохимического окисления олова на переменном токе
3.5 Влияние термообработки на изменение параметров пористой структуры оксидов олова.
3.6 Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА РАСЧТА АППАРАТА И ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ОЛОВА
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


С, продукт с условным диаметром частиц - нм, имеющим площадь удельной поверхности ,4 м2/г, суммарным объем нор 0,9 см3/г и диаметром пор - нм. Гц. Получены исходные данные для проектирования аппаратурнотехнологической схемы получения нанодисперсных оксидов олова электрохимическим способом. Практическая ценность подтверждается актом об использовании результатов исследований. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на IX Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск г. Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (Санкт-Петербург ), на IX Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи (Москва ). Основные результаты опубликованы в работах, в том числе 3 статьи в специализированных научных журналах ВАК, получен патент на изобретение №0 от . Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, выводов, приложения и списка литературы, включающего 5 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Работа изложена на ИЗ страницах машинописного текста, содержит рисунков, 8 таблиц и приложения. ГЛАВА 1. Олово (лат. БШппит), 5л, расположено в пятом периоде в 1УА группе периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Атомный номер , атомная масса 8,; белый блестящий металл, тяжёлый, мягкий и пластичный. Природное олово состоит из девяти стабильных нуклидов с массовыми числами 2 (в смеси 0, % по массе), 4 (0, %), 5 (0, %), 6 (,%), 7 (7, %), 8 (, %), 9 (8,%), 0 (, %), 2 (4,%), и одного слаборадиоактивного олова - 4 (5,%). Бп-^-излучатель, его период полураспада очень велик и составляет Т|/2 = -Ю лет [1]. Металлический радиус нейтрального атома олова 0,8 нм, радиусы иона 5л2+ 0,8 нм и иона 0,9 нм (координационное число 6). Энергии последовательной ионизации нейтрального атома олова равны 7,4, ,2, ,2, , и 1,3 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность олова 1,, то есть олово находится на условной границе между металлами и неметаллами. Распространение в природе. Олово — редкий рассеянный элемент, характерный для верхней части земной коры, его содержание в литосфере 2,5* 4 % мае. Концентрирование олова связано как с магматическими процессами (известны «оловоносные граниты», пегматиты, обогащённые оловом), так и с гидротермальными процессами; из известных минералов олова образовались при высоких температурах и давлениях. Однако, общая тенденция геохимии олова в биосфере — рассеяние [2, 3]. Физические и химические свойства. Олово имеет две полиморфные модификации. Кристаллическая решётка обычного /2-5/7 (белого олова) тетрагональная с периодами а = 5,3 А, с =3,6 А; плотность 7, г/см3. При температурах ниже ,2°С устойчиво а-5// (серое олово) кубической структуры типа алмаза; плотность 5, г/см3. Фазовый переход /2-5/7 в а-Бп сопровождается увеличением удельного объема на ,6 %, что приводит к рассыпанию олова в порошок. В прошлом, наблюдавшееся во время сильных холодов рассыпание оловянных изделий, называли «оловянной чумой». Температура плавления ^=1,9 °С, температура кипения ^„„= °С. Температурный коэффициент линейного расширения ТО'6 (0—0 °С); удельная теплоёмкость (0 °С) 0,5 кДж/(кг -К); теплопроводность (0 °С) ,8 Вт/(м*К); удельное электрическое сопротивление ( °С) 0,5 * 6 Ом-м. Предел прочности при растяжении ,6 МПа; относительное удлинение — %; твёрдость по Бринеллю 3,9—5,0. При изгибании прутков слышен характерный хруст от взаимного трения кристаллитов. Из-за сильного различия структур двух модификаций олова разнятся и их электрофизические свойства. Так, ? Бп относится к числу полупроводников. Ниже 3, К а-Бп переходит в сверхпроводящее состояние. Стандартный электродный потенциал Е °Бп2+/Бп равен -0,6 В, а Епары БпБп2+ 0,1 В [4]. В соответствии с конфигурацией внешних электронов атома 5$2 5р2 олово имеет две степени окисления: +2 и +4; последняя более устойчива; соединения 5/7 (II) — сильные восстановители. Сухим и влажным воздухом при температуре до 0 °С олово практически не окисляется: его предохраняет тонкая, прочная и плотная плёнка 5/7(. Химически диоксид олова 5/?