📄Работа №208390
Тема: Синтез и свойства композитов наночастиц Co, Ni, Cu в стеклоуглеродной матрице
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Химия
Объем:
39 листов
Год:
2020
Просмотров:
40
4390
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
Введение 9
1. Литературный обзор 10
1.1. Нанокомпозиты 10
1.2. Основные методы получения дисперсных структур для введения в композиты 11
1.3. Керамические композиты 12
1.4. Полимерные композиты 12
1.5. Термолиз 13
1.6. Стеклоуглерод и его получение 13
2. Применяемые вещества 14
2.1 8-гидроксихинолин 14
2.2. N-фенилантраниловая кислота 14
2.3. Фталевая кислота 15
2.4. Фенол-формальдегидная смола 15
3. Способы анализа наноматериалов и нанокомпозитов 16
3.1. Растровая электронная микроскопия 16
3.2. Рентгенофлуоресцентный элементный анализ 17
3.3. Рентгенофазовый анализ 18
4. Проведение синтеза 18
4.1. Синтез органических соединений Co, Ni, Cu для введения их в
раствор фенол-формальдегидных олигомеров 19
4.1.1. Синтез натриевых солей 19
4.1.2. Синтез фталатов 20
4.1.3. Синтез 8-гидроксихинолинатов 20
4.1.4. Синтез N-фенилантранилатов 20
4.1.5. Очистка органических солей 20
4.2. Синтез композитов MeO/стеклоуглерод 21
5. Анализ полученных солей и композитов 23
5.1. Анализ полученых органических соединений 23
5.1.1. Фталат кобальта 24
5.1.2. 8-гидроксихинолинат кобальта 25
5.1.3. N- фенилантранилат кобальта 27
5.1.4 Фталат меди 29
5.1.5 8-гидроксихинолинат меди 32
5.1.6. N- фенилантранилат меди 34
5.1.7 Фталат никеля 36
5.1.8 8-гидроксихинолинат никеля 38
5.1.9. N- фенилантранилат никеля 40
5.2. Сравнение рентгенограмм солей с общими анионами 41
5.2.1. 8-гидроксихинолинаты 41
5.2.2. N- фенилантранилаты 42
5.2.3. фталаты 42
5.3. Анализ полученных композитов металл/стеклоуглерод 43
5.3.1. Композит, полученный с использованием фталата кобальта 43
5.3.2. Композит, полученный с использованием 8-гидрокси- хинолината кобальта 45
5.3.3. Композит, полученный с использованием N- фенилантранилата кобальта 47
5.3.4. Композит, полученный с использованием фталата меди 50
5.3.5. Композит, полученный с использованием 8-гидрокси- хинолината меди 52
5.3.6. Композит, полученный с использованием N-фенилантранилата
меди 54
5.3.7. Композит, полученный с использованием 8-гидроксихинолината
никеля 57
5.3.8. Композит, полученный с использованием N- фенилантранилата
никеля 59
5.3.9. Композит, полученный с использованием фталатаникля 62
5.4 Сравнение рентгенограмм 65
5.4.1. Сравнение рентгенограмм композитов кобальта 65
5.4.2. Сравнение рентгенограмм композитов меди 66
5.4.3. Сравнение рентгенограмм композитов никеля 66
6. Заключение 68
7. Список литературы 69
Введение 9
1. Литературный обзор 10
1.1. Нанокомпозиты 10
1.2. Основные методы получения дисперсных структур для введения в композиты 11
1.3. Керамические композиты 12
1.4. Полимерные композиты 12
1.5. Термолиз 13
1.6. Стеклоуглерод и его получение 13
2. Применяемые вещества 14
2.1 8-гидроксихинолин 14
2.2. N-фенилантраниловая кислота 14
2.3. Фталевая кислота 15
2.4. Фенол-формальдегидная смола 15
3. Способы анализа наноматериалов и нанокомпозитов 16
3.1. Растровая электронная микроскопия 16
3.2. Рентгенофлуоресцентный элементный анализ 17
3.3. Рентгенофазовый анализ 18
4. Проведение синтеза 18
4.1. Синтез органических соединений Co, Ni, Cu для введения их в
раствор фенол-формальдегидных олигомеров 19
4.1.1. Синтез натриевых солей 19
4.1.2. Синтез фталатов 20
4.1.3. Синтез 8-гидроксихинолинатов 20
4.1.4. Синтез N-фенилантранилатов 20
4.1.5. Очистка органических солей 20
4.2. Синтез композитов MeO/стеклоуглерод 21
5. Анализ полученных солей и композитов 23
5.1. Анализ полученых органических соединений 23
5.1.1. Фталат кобальта 24
5.1.2. 8-гидроксихинолинат кобальта 25
5.1.3. N- фенилантранилат кобальта 27
5.1.4 Фталат меди 29
5.1.5 8-гидроксихинолинат меди 32
5.1.6. N- фенилантранилат меди 34
5.1.7 Фталат никеля 36
5.1.8 8-гидроксихинолинат никеля 38
5.1.9. N- фенилантранилат никеля 40
5.2. Сравнение рентгенограмм солей с общими анионами 41
5.2.1. 8-гидроксихинолинаты 41
5.2.2. N- фенилантранилаты 42
5.2.3. фталаты 42
5.3. Анализ полученных композитов металл/стеклоуглерод 43
5.3.1. Композит, полученный с использованием фталата кобальта 43
5.3.2. Композит, полученный с использованием 8-гидрокси- хинолината кобальта 45
5.3.3. Композит, полученный с использованием N- фенилантранилата кобальта 47
5.3.4. Композит, полученный с использованием фталата меди 50
5.3.5. Композит, полученный с использованием 8-гидрокси- хинолината меди 52
5.3.6. Композит, полученный с использованием N-фенилантранилата
меди 54
5.3.7. Композит, полученный с использованием 8-гидроксихинолината
никеля 57
5.3.8. Композит, полученный с использованием N- фенилантранилата
никеля 59
5.3.9. Композит, полученный с использованием фталатаникля 62
5.4 Сравнение рентгенограмм 65
5.4.1. Сравнение рентгенограмм композитов кобальта 65
5.4.2. Сравнение рентгенограмм композитов меди 66
5.4.3. Сравнение рентгенограмм композитов никеля 66
6. Заключение 68
7. Список литературы 69
📖 Аннотация
В данной работе проведен синтез и комплексное исследование композитных материалов на основе стеклоуглеродной матрицы, модифицированной наночастицами кобальта, никеля и меди. Актуальность исследования обусловлена высокой практической значимостью таких композитов для создания перспективных электродов химических источников тока, систем очистки воды и высокоёмких конденсаторов, в то время как большинство современных исследований сосредоточено на полимерных нанокомпозитах. Основные результаты заключаются в успешной разработке и апробации новой методики получения металл-углеродных композитов методом термолиза предварительно синтезированных металлорганических соединений в фенол-формальдегидной смоле. С помощью растровой электронной микроскопии и рентгенофазового анализа установлено, что полученные образцы характеризуются равномерным распределением металлической фазы в углеродной матрице, при этом размер частиц существенно зависит от природы металла: для меди наблюдаются микрочастицы (500–900 нм), а для кобальта и никеля — преимущественно нано- и субмикронные включения (от 42 до 750 нм). Научная значимость работы заключается в установлении корреляции между условиями синтеза, природой металла и морфологией конечного композита, в частности, объяснении укрупнения частиц меди более высокой скоростью диффузии её соединений. Практическая ценность состоит в предложенной воспроизводимой методике синтеза, адаптированной для ряда переходных металлов. Теоретической основой исследования послужили работы по классификации и свойствам наноматериалов (Балоян Б.М. и соавт.), современным проблемам материаловедения нанокомпозитов (Михайлов М.Д.), а также фундаментальные исследования свойств и методов получения стеклоуглерода (Чеканова В.Д., Фиалков Л.С.).
📖 Введение
В настоящее время одним из основных направлений в развитии науки и технологий, является поиск новых материалов для промышленности. Несмотря на то, что применение наноматериалов в настоящий момент не очень широко, эта часть науки имеет большие перспективы и высокие темпы развития.
Особый интерес представляют композитные материалы с наночастицами, улучшающими свойства материала, например, за счет повышенной площади поверхности частиц.
Актуальность: В данный момент наиболее изучаемым видом композитов с наноструктурами являются материалы на основе полимеров.
Однако стеклоуглеродные композиты, модифицированные
наночастицами металла, имеют большое практическое значение. Они могут применятся в качестве электродов химических источников тока, устройств для очистки воды, конденсаторов высокой ёмкости. Данная работа заключается в разработке нового метода получения стеклоуглеродных композитов, изучении их морфологии и структуры, а также анализе влияния условий синтеза на размер частиц.
Цель работы: Выработать методику получения композитного материала металл-углерод, а также провести физико-химический анализ композита.
Особый интерес представляют композитные материалы с наночастицами, улучшающими свойства материала, например, за счет повышенной площади поверхности частиц.
Актуальность: В данный момент наиболее изучаемым видом композитов с наноструктурами являются материалы на основе полимеров.
Однако стеклоуглеродные композиты, модифицированные
наночастицами металла, имеют большое практическое значение. Они могут применятся в качестве электродов химических источников тока, устройств для очистки воды, конденсаторов высокой ёмкости. Данная работа заключается в разработке нового метода получения стеклоуглеродных композитов, изучении их морфологии и структуры, а также анализе влияния условий синтеза на размер частиц.
Цель работы: Выработать методику получения композитного материала металл-углерод, а также провести физико-химический анализ композита.
✅ Заключение
Цель поставленная при выполнении работы достигнута, были получены девять образцов композита металл-стеклоуглерод. Показана эффективность разработанного метода для получения композитов металл-стеклоуглерод на примере кобальта, никеля и меди. Для каждого композита был проведён физико-химический анализ.
1. На основании полученных данных можно сказать об успешном получении композитов металл-стеклоуглерод. В основной, верхней части слитков частицы металла равномерно распределены в углеродной матрице.
2. В композитах с медью дисперсной фазой являются микрочастицы меди 500-900нм, в образцах с никелем и кобальтом включения представляют собой нано- или субмикронные частицы размером 70нм-3мкм. Размеры частиц в компазитах преведены в таблице 23.
Таблица 23 размеры частиц металлов в композитах, нм.
Си Co Ni
HPhtal 500-900 50-250 300-400
(N-PA)2 3000-5000 70-750 450-500
(8-HQ)2 185-900 42-250 185-400
Причиной укрупнения частиц меди может быть более высокая скорость диффузии ее соединений на стадии существования раствора в полимере. При термолизе в интервале 200-400 °С образование оксида меди из органических соединений протекает с зарождением небольшого числа центров кристаллизации, к которым диффундируют из окружающего материала растворенные органические производные меди. Другой причиной может быть более быстрая диффузия атомов меди в материале при 700¬800 °С, поскольку эта температура ближе к температуре плавления меди, чем к температурам плавления кобальта и никеля.
3. Следует отметить образование графита в образцах, содержащих любые из трех солей кобальта, либо N-фенилантранилат никеля. Соли меди не стимулируют образование графита в композитах и углеродная матрица в них состоит из стеклоуглерода.
1. На основании полученных данных можно сказать об успешном получении композитов металл-стеклоуглерод. В основной, верхней части слитков частицы металла равномерно распределены в углеродной матрице.
2. В композитах с медью дисперсной фазой являются микрочастицы меди 500-900нм, в образцах с никелем и кобальтом включения представляют собой нано- или субмикронные частицы размером 70нм-3мкм. Размеры частиц в компазитах преведены в таблице 23.
Таблица 23 размеры частиц металлов в композитах, нм.
Си Co Ni
HPhtal 500-900 50-250 300-400
(N-PA)2 3000-5000 70-750 450-500
(8-HQ)2 185-900 42-250 185-400
Причиной укрупнения частиц меди может быть более высокая скорость диффузии ее соединений на стадии существования раствора в полимере. При термолизе в интервале 200-400 °С образование оксида меди из органических соединений протекает с зарождением небольшого числа центров кристаллизации, к которым диффундируют из окружающего материала растворенные органические производные меди. Другой причиной может быть более быстрая диффузия атомов меди в материале при 700¬800 °С, поскольку эта температура ближе к температуре плавления меди, чем к температурам плавления кобальта и никеля.
3. Следует отметить образование графита в образцах, содержащих любые из трех солей кобальта, либо N-фенилантранилат никеля. Соли меди не стимулируют образование графита в композитах и углеродная матрица в них состоит из стеклоуглерода.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.