📄Работа №209622
Тема: Механическая и термическая устойчивость гранулированного композитного оксида TiO2/SiO2
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Химия
Объем:
31 листов
Год:
2021
Просмотров:
26
4310
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
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
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
📖 Аннотация
В данной работе исследована механическая и термическая устойчивость гранулированного композитного оксида TiO₂/SiO₂, синтезированного для применения в качестве фотокаталитического адсорбента. Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки эффективных и стабильных материалов для очистки сточных вод от трудноокисляемых органических загрязнителей, где традиционные адсорбенты, такие как активированный уголь, обладают ограниченной емкостью и высокой стоимостью. В качестве альтернативы рассматривается система на основе диоксида кремния, модифицированного наночастицами диоксида титана, сочетающая адсорбционные и фотокаталитические свойства. Основные результаты заключаются в успешном синтезе фотокатализатора TiO₂/SiO₂ и его последующем гранулировании. Экспериментально установлено, что механическое и термическое воздействие приводит к изменению массы и морфологии образцов, главным образом за счет вымывания слабо связанных наночастиц с поверхности гранул. Микроскопические исследования показали, что кратковременное термическое воздействие до 70°C не вызывает критических изменений, в то время как нагрев до 100°C приводит к существенной деструкции поверхности композитных гранул. Научная значимость работы заключается в установлении корреляции между условиями синтеза, структурой композита и его устойчивостью к внешним воздействиям. Практическая ценность состоит в оптимизации технологии получения гранулированного фотокаталитического адсорбента с улучшенными эксплуатационными характеристиками для водоочистки. Проведенный анализ литературы, включая работы Jiao T. et al. о взаимосвязи структуры и свойств наноматериалов, Минниязовой А.А. о свойствах силикагеля, а также исследований в области синтеза смешанных оксидов и методов оценки устойчивости композитов, позволил обосновать методический подход и интерпретировать полученные данные.
📖 Введение
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.
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.
✅ Заключение
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).
- 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).
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.