СИНТЕЗ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ВИСОКОДИСПЕРСНОГО Al2O3
АНОТАЦІЯ
Панчак Л. І. Синтез та дослідження високодисперсного диоксиду алюмінію – Дипломна робота на здобуття освітньо – кваліфікаційного рівня магістра за спеціальністю 8.070.301 – хімія. – Івано – Франківськ: Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, 2006. – ...с.
У роботі досліджено процеси парофазного синтезу Al2O3 і високотемпературного синтезу в полум’ї гідроген – повітряної суміші з парами сублімованого AlCl3. Визначено якісні і кількісні характеристики одержаних зразків, досліджено хімію їх поверхні.
Ключові слова: сублімація, алюміній оксид, дисперсність, полум’яний гідроліз, парогенератор, хімічний і фізико – хімічний аналіз, корунд, сапфір, аморфний, активний наповнювач, ентеросорбент.
ЗМІСТ
Реферат ............................................................................................................
Умовні позначення, символи, скорочення і терміни ..................................
Вступ ................................................................................................................
Розділ 1. Літературний огляд ..........................................................................
1.1. Методи одержання і основні фізико – хімічні властивості Al2O3 ...
1.2. Хімія поверхні Al2O3 і можливості її модифікування .........................
Розділ 2. Теоретична частина .................................................................................
Розділ 3. Експериментальна частина ......................................................................
3.1. Будова і принцип роботи установки парофазного синтезу ...................
3.1.1. Робота реактора і форсунки .................................................................
3.1.2. Агломератор і циклони ........................................................................
3.1.3. Конструкція і робота парогенератора .................................................
3.2. Схема роботи установки полум’яного гідролізу летких сполук алюмінію ........................................................................................................................
3.2.1. Визначення чистоти готового продукту .............................................
3.3. Визначення гранулометричного складу грубодисперсного продукту ..
3.4. Визначення величини питомої поверхні по низькотемпературній адсорбції азоту (БЕТ) ....................................................................................................
Розділ 4. Обговорення результатів ..............................................................................
Висновки ........................................................................................................................
Список літератури .........................................................................................................
Додатки ..........................................................................................................................
РЕФЕРАТ
У магістерській роботі досліджено декілька методів одержання дисперсного оксиду алюмінію. Завдяки багатоманітності модифікацій Al2O3 його властивості дуже змінюються. Сапфір і муліт, корунд і інші матеріали все це оксид алюмінію. Одержані переважно з мінералів діаспора, гіббєнту або гідраргіліту Al2O3 має високу чистоту але низьку дисперсність. Такі кристалічні форми оксиду алюмінію дуже широко використовуються. Останнім часом науковців все більше цікавить ультрадисперсний Al2O3, властивості якого корінним чином змінюються. Сучасні нанотехнології вже сьогодні готові до його широкого використання.
В роботі досліджено можливості отримання дисперсного оксиду алюмінію парофазним методом гідролізу солей алюмінію ( AlCl3, Al2(SO4)3 ) з використанням парогенератора, а також метод полум’яного гідролізу парів хлориду в оксиген – гідрогеновому полум’ї.
Аналіз одержаних зразків оксиду алюмінію підтвердив його високу дисперсність і хімічну чистоту. Дослідження з використанням традиційних методів хімічного аналізу і фізико – хімічних методів, зокрема спектральних дали змогу зробити висновки про високу активність поверхні ультра дисперсного Al2O3, її здатність до сорбційних процесів.
Високі органофільні і загущуючі властивості сприяють використанню де гідратованих форм оксиду алюмінію як ефективного загущувача та активного наповнювача полімерних композицій.
Гідратовані форми Al2O3 цікаві своїми пірогенними властивостями і здатністю до взаємодії з деякими реагентами неорганічного та органічного характеру.
Це дає змогу їх використання в багатьох каталітичних процесах, де вони вже мають практичне застосування і ще наберуть більшого значення в майбутньому.
Наявність активних центрів різної природи на поверхні ультра дисперсного Al2O3 дає можливості до участі в створенні ентеро-, гемо-, та вульнеросорбентів нового покоління, використання його в косметології та медицині.
Значні можливості досліджених технологій в одержанні складних оксидних систем з SiO2, ZrO2, TiO2 і інших, що сприятиме розширенню асортименту таких продуктів.
УМОВНІ ПОЗНАЧЕННЯ, СИМВОЛИ, СКОРОЧЕННЯ І ТЕРМІНИ
Alk. – алкіл;
Sпит. – питома поверхня, м2/г;
н – діапазон вимірювання, см-1;
ІЧС – інфрачервона спектроскопія;
рН – водневий показник;
ТГА, ДТА – дериватограми;
ультрадисперсні оксиди;
алюмосилікати;
t – температура за шкалою Цельсія, єС;
с – густина високо пористого Al2O3, г/см3;
С – концентрація оксиду в золі гідроксиду алюмінію;
Кз – коефіцієнт розширення золя при заморожуванні;
ALE – атомно - шарова епітаксія;
Ан – інтегральний коефіцієнт поглинання;
Рпит. – товщина поглинаючого шару;
Е – коефіцієнт поглинання;
Р – тиск адсорбції, мм. рт. ст.;
Ро – тиск насичення;
V – адсорбційний об’єм, см3;
Vo – об’єм в мономолекулярному шарі;
Dн – оптична густина, см-1.
ВСТУП
Магістерська робота виконана в Прикарпатському національному університеті імені Василя Стефаника.
У роботі дотримувалася українського правопису Всеукраїнської Академії Наук 1928 р. (П. Полоскевич. Правописний словник. – Нью – Йорк, 1962), словника української мови Бориса Грінченка. – Т. 1 – 4. Київ, 1997 р., сучасного словника наукової та технічної термінології Дмитра Коновалюка (Російсько – український технічний словник. – Луцьк: Візор, 1993) та російсько – українського хімічного словника (Укладачі: Є. Ф. Напряч, Ю. П. Назаренко, В. П. Чернецький. – Харків: Основа, 1990).
Актуальність теми. Оксид алюмінію завдяки багатоманітності його видозмін знайшов широке використання і продовжує знаходити все нові сфери практичного застосування в колоїдних і мікрогетерогенних системах при виробництві пристроїв електронної техніки, керамічних і тугоплавких матеріалів. Особливо зріс попит на високодисперсні форми Al2O3, технологія одержання якого до кінця не відпрацьована, а хімія поверхні не вивчена.
Набули практичного значення спеціальні види носіїв каталізаторів, діелектричні підкладки, електроізолюючі і лако – фарбові композиції та інші складні системи за участю оксиду алюмінію.
Кафедра хімії Прикарпатського університету, Інститут хімії поверхні НАН України та деякі інші організації і установи мають певний науковий заділ, велися роботи по одержанню Al2O3 високої чистоти на Калуському дослідному заводі ІХП АН, але істотних результатів не досягнуто, тому проблема ця залишається актуальною.
Предметом дослідження є процес одержання дисперсного оксиду алюмінію високої степені чистоти та складних оксидних систем за його участю.
Об’єктом дослідження являється високодисперсний оксид алюмінію.
Метою цієї роботи є дослідження впливу технологічних факторів процесу синтезу Al2O3 на його якісні і структурні характеристики.
Виходячи з означеної мети нами сформульовано для вирішення в дипломній роботі такі завдання:
1) синтезувати зразки високодисперсного оксиду алюмінію;
2) проаналізувати одержані зразки для з’ясування якісного і кількісного складу;
3) вияснити вплив технологічних факторів в процесі синтезу на структурні
