РЕФЕРАТ 3
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Силикагель: свойства и классификация 7
1.2 Методы получения силикагеля 8
1.3 Методы гранулирования 9
1.4 Способы получения TiO2 10
1.5 Фотокаталитические свойства TiO2 11
1.6 Синтез смешанных оксидов на основе SiO2/TiO2 13
1.7 Методы испытания механической и термической устойчивости
композитных материалов 14
1.7.1 Метод Бетхольда-Снайдера 15
1.7.2 Кислотная обработка силикагеля 16
1.7.3 Высаливание силикагеля 17
1.8 Методы изучения композитных наноматериалов 18
1.9 Методика определения механической устойчивости 20
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Реактивы и оборудование 22
2.2 Получение силикагеля методом ионного обмена через катионит 23
2.2.1 Гидротермальный синтез индивидуальных и смешанных оксидов на
основе TiO2 и SiO2/TiO2 23
2.2.2 Стадии получения силикагеля 24
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 30
Развитие нанокомпозитов разнообразно и охватывает многие отрасли. Нанокомпозиты обладают свойствами, превосходящими обычные композиты, и могут быть синтезированы с использованием простых и недорогих методов.
Добавление небольшого количества частиц наноматериала к полимерным соединениям обусловливает возможность формирования новых свойств композитного наноматериала, однако результат в значительной мере зависит от способа обработки поверхности наночастиц. При этом важное значение имеет определение способности наноматериалов интегрироваться в нанокомпозиты для достижения желаемых свойств [1].
Так же, в последние годы значительное внимание уделялось сбросу загрязняющих веществ и их воздействию на окружающую среду. Трудноокисляемые органические соединения широко используются в промышленности, имеют плохую биоразлагаемость и высокую токсичность. Обычная технология очистки заключается в использовании пористых материалов для удаления таких соединений из сточных вод. Наиболее распространенными пористыми адсорбентами являются активированный уголь, углеродные наносферы и синтетические полимерные адсорбенты. Однако были выявлены недостатки данных адсорбентов, такие как низкая адсорбционная емкость и высокая стоимость. Возможным альтернативным адсорбентом является SiO2, который можно использовать в качестве подложки для катализатора. Таким катализатором может быть диоксид титана, так как он химически инертен, нетоксичен, достаточно недорогостоящий.
Цель работы -рассмотреть технологию получения золя кремниевой кислоты методом ионного обмена и изучить механическую и термическую устойчивость гранулированного композитного TiO2/SiO2.
Задачи:
- синтезировать фотокатализатор на основе TiO2/SiO2;
- получить гранулированный силикагель с введенным
фотокатализаторомТ iO2/SiO2;
- провести испытания механической и термической устойчивости композитных материалов;
- исследовать влияние температуры и механического воздействия на полученные образцы.
Согласно результатам проведенной работы:
- синтезирован фотокатализатор на основе TiO2/SiO2;
- получен гранулированный силикагель с введенным
фотокатализатором TiO2/SiO2;
- механическое и термическое воздействие приводит к изменению массы и морфологии образцов, происходит вымывание наночастиц, не встроенных в общую матрицу, с поверхности гранул, поэтому наблюдается снижение массы и сглаживание;
- по результатам оптической микроскопии, можно сделать вывод, что в рамках часового воздействия существенного влияния температуры на гранулы силикагеля не наблюдается;
-по результатам сканирующей электронной микроскопии, можно сделать вывод, что в рамках часового воздействия на чистый силикагель наблюдается изменение поверхности гранул (при увеличении температуры, становится более гладкой), в рамках часового воздействия на силикагель, допированный диоксидом титана, наблюдается изменение поверхности гранул (при увеличении температуры до 30-70 °С поверхность гранул становится более гладкой, при нагревании до 100 °С происходит резкое изменение структуры поверхности, становится более неоднородной).
