Высокопористые ячеистые стекловидные и стеклокристаллические материалы для каталитических и массообменных процессов

• Автор: Егоров, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пористые материалы.

1.1.1 Виды и способы получении пористых материалов из стекла

1.1.2 Составы, свойства и применение пористых стекол.

1.2 Алюмоборосилнкатное стекло один из материалов для получения пористых стекол

1.2.1 Влияние бора и алюминия на физикохимические свойегва стекол.

1.2.2 Структурнокоординационное состояние бора и алюминия в оксидных стеклах.

1.3 Ситаллы. Обоснование выбора вида минеральной фазы для получения ВПЯМ

1.3.1 Виды пироксеновых стеклокристаллических материалов.

1.3.2 Кристаллохимическая характеристика, состав и свойства пироксеновых стсклокристаллических материалов
1.3.3 Выбор режима кристаллизации стекол в области кристаллизации пироксенов
1.4 Высокопористый ячеистый материал. Структура и свойства
1.4.1 Пенополиуретан материал для создания ячеистой структуры
1.4.2 ВПЯМ на основе керамики
1.4.3 ВПЯМ на основе металлов
1.4.4 Перспективы применения ячеистых материалов в промышленности
1.5Реологические свойства шликера для получения высокопористой.
ячеистой подложки.
1.6 Особенности процесса спекания аморфных и кристаллических дисперсных систем
1.7 Выводы из обзора научной литературы.
2. ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.
3. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
3.1 Подготовка стекла.
3.1.1 Стекла системы АЬОзВгОзБЮг.
3.1.2 Стекло системы ixЛЬ0зз.
3.1.3 Измельчение
3.1.4 Определение зернового состава и удельной поверхности порошка.
3.2 Методы исследования механических и физикохимических свойств стекол системы АЬОзВгОзБЮг
3.2.1 Термический коэффициент линейного расширения ТКЛР
3.2.2 Определение плотности объемной массы.
3.2.3 Химическая устойчивость
3.3 Измерение вязкости стекла методом вдавливания.
3.4 Методы исследования структуры стекол и си галлов
3.4.1 Инфракрасная спектроскопия стекла
3.4.2 Дифференциальный термический анализ
3.4.3 Фазовый рентгеновский анализ ситаплов
3.5 Методы определения свойств шликера
3.5.1 Определение вязкости, предела текучести и тиксотропии шликера
3.5.2 Определение плотности шликера
3.6 Методика подготовки и температурной обработка образцов
3.7 Определение свойств ВПЯМ
3.7.1 Определение химической устойчивости
3.7.2 Определение предела прочности на сжатие
3.7.3 Определение объемной массы образцов
3.7.4 Определение пористости.
3.7.5 Определение объемной усадки
3.8 Электронная микроскопия.
3.9 Приготовление высокопористого ячеистого палладиевого катализатора ВПЯПК.
3.9.1 Нанесения активного слоя у Л0з
3.9.2 Нанесение палладиевого катализатора.
3. Проведение процесса гидрирования паранитротолуола
Описание установки.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.
4.1 Стекловидные ВИЯМ.
4.1.1 Синтез и свойства стекловидной дисперсной фазы для приготовления ВПЯМ
4.1.2 Разработка технологии получения стекловидных ВПЯМ.
4.1.2.1 Подготовка дисперсной фазы
4.1.2.2 Реология суспензии на основе алюмоборосиликатного стекла
4.1.2.3 Разработка режима спекания алюмоборосиликатного стекла.
4.1.3 Свойства стекловидных ВПЯМ.
4.2 Стеклокристаллический ВПЯМ.
4.2.1 Синтез стеклокристаллической дисперсной фазы.
4.2.2 Разработка технологии получения стеклокристаллических ВПЯМ.
4.2.2.1 Подготовка дисперсной фазы.
4.2.2.2 Реология суспензии на основе пироксенового стекла
4.2.2.3 Разработка режима термообработки.
4.2.3 Свойства стеклокристалличсских ВПЯМ
4.3 Разработка стеклокристаллических ВПЯМ с повышенной удельной
поверхностью и добавочной микропористостью перемычек.
4.4 Испытание стеклокристаллического ВПЯМ в качестве носителя катализатора
4.5 Сравнительная характеристика ВПЯМ
5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
6. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
7. ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ


Водопоглащение теплоизоляционного пеностекла равно , звукоизоляционного по объему. Применяется пеностекло, в основном, в гражданском и промышленном строительстве 5. Пеностеклом изолируют полы, потолки, междуэтажные бетонные перекрытия. Крошку пеностекла используют для теплоизоляции кровли зданий. Блоки пеностекла могут применяться для изоляции холодильных камер и других низкотемпературных емкостей и хранилищ. Достаточная, прочность блоков пеностекла позволяет, в отличие от других изоляционных материалов, производить теплозащитную кладку стен без применения специальных креплений и металлической сетки. Пеностекла в качестве тепловой изоляции можно применять от температур глубокого холода до 0С. Кроме того, в незначительных количествах вырабатывают пеностекло специального назначения высокотемпературное, химически стойкое и др. Кварцоидное стекло, или стекло Викор, по составу и свойствам близко к кварцевому стеклу. Исходное стекло имеет состав в пределах, мол. В3 , 4. С. После процесса выщелачивания состав стекла может находиться в пределах, по массе i , В,, 0,. Коэффициент теплового расширения его составляет 7,5 7 1 С, температура размягчения С, плотность кгм3. По химической устойчивости такое стекло близко к кварцевому 4. Микропористые стекла используются как потенциальный материал для изготовления мембран для селективного разделения газов и жидкостей, для обратного осмоса, как активные пористые катализаторы и др. Биоактивные стекла содержат в своем составе оксиды 2, , i2, Р5. При создании большинства биостекол используется состав 5 ,5 2, ,5 , i, 6 Р5. Изменяя состав, можно в широких пределах менять биоакгивность таких материалов. Механическая прочность на сжатие лежит в пределах 0,4 1 МПа и находится в прямой зависимости от пористости, значение которой составляет . Эти современные биоматериалы открывают широкие перспективы к решению проблем восстановления костной ткани не только в хирургической стоматологии и челюстнолицевой хирургии, но и в травматологии и ортопедии ,. Пористые стекла нашли свое применение в различных областях, как, например, адсорбция, ионный обмен, мембранная технология, хроматография, твердофазовая биохимия и гетерогенный катализ. Воспроизводимая подготовка микропористых стекол, особенно в форме плоских или трубчатых мембран, все еще интересная задача . Алюмоборосиликатное стекло за счет изменения координационного положения атомов А1 и В способно изменять свою структуру. Данная система представляет интерес для синтеза новых материалов, обладающих сочетанием таких свойств, как высокая огнеупорность, термостойкость, механическая прочность и химическая стойкость . Среди оксидов трехвалентных элементов исключительно важная роль в производстве силикатных стекол принадлежит борному ангидриду В2О3 и глинозему АЬОз. Они придают стеклу ряд неповторимых свойств 9. Стеклообразующим компонентом многих стекол является оксид бора . Характер влияния Вз на вязкость щелочных силикатных систем зависит от температуры. При температурах варки и выработки борный ангидрид всегда резко разжижает расплавы. В области размягчения и несколько выше С на кривых вязкости даже при замещении кремнезема борным ангидридом возможно появление максимумов , т. Т8 и 7 возрастают, пока содержание Вз не превысит определенный предел 9. Борный ангидрид эффективно снижает склонность силикатных стекол к кристаллизации. Исключение представляют лишь системы МеВз8Ю2 в области, где соотношение КВ2Оз . Уже небольшие добавки борного ангидрида к любому из практических стекол понижают температуры ликвидуса и, следовательно, делают стеклообразное состояние более устойчивым 9. Кривые изменения свойств силикатных стекол, содержащих борный ангидрид, характеризуются максимумами и другими особенностями борная аномалия. Борную аномалию обнаруживают не все свойства. Например, в серии стекол типа Ме2Вз8Ю2 борная аномалия отчетливо проявляется при замене БЮг на Вз в виде максимумов на кривых показателя преломления, плотности, модуля упругости и в виде минимума на кривой коэффициента расширения.