Диссертация (1091915)
Текст из файла
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшегообразования «Московский технологический университет»На правах рукописиСмирнова Ксения АлексеевнаСИНТЕЗ И СВОЙСТВА УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ИНАНОРАЗМЕРНЫХ ОКСИДОВ И СЛОЖНООКСИДНЫХ ФАЗНА ОСНОВЕ НИОБИЯ И ТАНТАЛАСпециальность 02.00.01 – неорганическая химияДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степеникандидата химических наукНаучный руководитель:доктор химических наук,профессор Дробот Д.В.Москва – 2017ОГЛАВЛЕНИЕСОКРАЩЕНИЕ, ОБОЗНАЧЕНИЕ И ТЕРМИНЫ .......................................................................
4ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................................... 51. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ......................................................................................................... 81.1. Алкоксотехнология.
Алкоксиды металлов – прекурсоры для получения оксидныхматериалов........................................................................................................................................... 81.2. Метилаты ниобия и тантала: методы получения, свойства и структура ............................... 91.3. Понятие золь-гель метода ......................................................................................................... 131.4. Варианты золь-гель метода получения оксидов ниобия и тантала ...................................... 141.5. Метод сверхкритического флюидного антисольвентного осаждения (SAS) для полученияоксидных материалов .......................................................................................................................
171.6. Области применения высших оксидов и сложнооксидных фаз ниобия и тантала ............. 241.7. Выводы из литературного обзора и постановка задач исследования .................................. 272. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ......................................................................................... 312.1. Методы исследования, исходные материалы и аналитический контроль ........................... 312.2. Синтез метилатов ниобия и тантала М2(ОМе)10, где (М=Ta, Nb) ......................................... 352.3. Золь-гель метод получения порошков M2O5 (M=Ta, Nb) ......................................................
382.3.1.Синтез интермедиатов ниобия и тантала .......................................................................... 382.3.2. ИК-спектроскопическое исследование интермедиатов ниобия и тантала .................... 392.2.3. Изучение термических свойств интермедиатов ниобия и тантала ................................ 412.3.4. Рентгенофазовый анализ продуктов термолиза интермедиатов ниобия и тантала ...... 462.3.5. Определение размера частиц и морфологии оксидов ниобия и тантала ....................... 492.3.6. Определение удельной площади поверхности и объем пор оксидов ниобия и тантала......................................................................................................................................................... 512.3.7. Обсуждение результатов ....................................................................................................
542.4. Синтез порошков M2O5 (M=Ta, Nb) методом сверхкритического флюидногоантисольвентного осаждения (SAS) ............................................................................................... 552.4.1. Синтез оксидов ниобия и тантала ..................................................................................... 552.4.2. ИК-спектроскопическое исследование интермедиатов ниобия и тантала .................... 592.4.3. Изучение термических свойств интермедиатов ниобия и тантала ................................
612.4.4. Рентгенофазовый анализ продуктов термолиза интермедиатов ниобия и тантала ...... 652.4.5. Определение размера частиц и морфологии оксидов ниобия и тантала ....................... 672.4.6. Определение удельной площади поверхности и объем пор аморфных оксидов ниобияи тантала ........................................................................................................................................
7322.4.7. Обсуждение результатов .................................................................................................... 762.5. Получение биметаллических порошков (NbxTa1-x)2O5 методом сверхкритическогофлюидного антисольвентного осаждения (SAS) ........................................................................... 782.5.1. Синтез биметаллических оксидов ниобия и тантала....................................................... 782.5.2.
ИК-спектроскопическое исследование биметаллических интермедиатов ниобия итантала............................................................................................................................................ 792.5.3. Изучение термических свойств биметаллических интермедиатов ниобия и тантала . 832.5.4. Рентгенофазовый анализ продуктов термолиза биметаллических интермедиатовниобия и тантала .................................................................................................................................. 862.5.5.
Определение морфологии и размера частиц (NbxTa1-x)2O5 ............................................ 882.5.6. Определение удельной площади поверхности и объем пор аморфных (NbxTa1-x)2O5 . 912.5.7. Обсуждение результатов ....................................................................................................
932.6. Синтез CuNb3O8 методом сверхкритического флюидного антисольвентного осаждения(SAS) .................................................................................................................................................. 942.7. Методы золь-гель и совместного осаждения получения танталатов РЗЭ (Eu) ................. 1012.7.1. Синтез танталатов европия .............................................................................................. 1012.7.2. Изучение термических свойств танталатов европия ..................................................... 1022.7.3. Рентгенофазовый анализ танталатов европия ................................................................
1052.7.4. Спектры люминесценции танталатов европия .............................................................. 1072.7.5. Обсуждение результатов .................................................................................................. 108ВЫВОДЫ ..................................................................................................................................... 109СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...........................................................................................................
111ПРИЛОЖЕНИЯ ........................................................................................................................... 1263СОКРАЩЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И ТЕРМИНЫRМеMa, b, cdh, k, lI–––––––Imорганический радикалметанолметалллинейные параметры элементарной ячейки, нм, Åмежплоскостное расстояние, нм, Åиндексы Миллераинтенсивность рефлекса (высота пика), % (по отношению к наиболееинтенсивной линии), число импульсов– сила тока, А– масса, мг, гTUλτΘРЗЭICDD–JCPDS–––––––CODИКтемпература, °С, К (T[°С]=T[K] – 273,15)напряжение, Вдлина волны, нм, Åвремя, продолжительность процесса, ч, мин, сугол скольжения рентгеновских лучей, °(градусы)редкоземельные элементыInternational Center for Diffraction Data – Joint Committee on PowderDiffraction Standards– Crystallography Open Database– инфракрасная спектроскопияРФАДТАРСА– рентгенофазовый анализ– дифференциально-термический анализ– рентгеноспектральный анализSASCЭМ– Supercritical Antisolvent (Метод сверхкритического флюидногоантисольвентного осаждения)– сканирующая электронная микроскопияДСР– метод динамического светорассеянияBET– метод Брунауэра–Эммета–ТеллераBJH– метод Баррета-Джойнера-ХалендыXRPD– метод порошковой дифракции синхротронного монохроматическогорентгеновского излучения4ВВЕДЕНИЕАктуальность темы.
Разработка эффективных технологий получения дисперсныхметаллооксидных материалов является актуальной задачей в связи с устойчивой тенденциейрасширения сфер применения данного класса материалов, наблюдающейся в материаловедениив течение последних 10−15 лет [1].Востребованность материалов на основе d-элементов служит побудительным мотивом кпостановке исследований, целью которых является создание управляемых, экономическиоправданных и экологически приемлемых процессов получения материалов, обладающихнабором необходимых потребительских качеств.
Помимо состава и структуры, свойстваматериала определяются многими факторами: выбором предшественника (прекурсора),стратегией синтеза, техническими характеристиками оборудования для его реализации,гранулометрическим составом продукта, формой частиц и т.д. Вовлечение в исследования, азатем и в сферу промышленного использования, ультрадисперсных (≥ 100-500 нм) инаноразмерных (≤ 100 нм) материалов в сочетании с новыми технологическими процессами ихполучения – динамично развивающееся направление химии [2].Современные, или High Tech технологии, традиционные области промышленности несмогли бы существовать и развиваться без накопленных теоретических и практических знанийо химии и технологии материалов.
Значительную часть этих материалов составляют простые исложные оксиды. Многочисленные сложные оксиды необходимы в электронике, оптике,катализе, медицине и других областях техники [3]. Применение этих материалов в технологиитребует простых и масштабируемых до промышленных объемов способов синтеза,позволяющих воспроизводимо получать материалы с требуемым комплексом свойств икачеств.Эффективнымподходом,врамкахметодов«мягкой»химиикполучениюпредшественников и целевых продуктов, являются алкоксотехнология, сверхкритическиефлюидные технологии (СКФТ) и варианты золь-гель процессов.
Они обладают рядом общихпреимуществ, по сравнению с высокотемпературными методами твердофазного синтеза:получение высокочистых и химически активных материалов, низкая температура синтеза,фазовая однородность и экологическая чистота процессов [2].Микроструктуру и состав материалов можно контролировать целенаправленнымвыбором исходных соединений – прекурсоров [4]. Высокие требования предъявляются кпрекурсорам оксидных материалов и методам их обработки: чистота, технологичность процессаполучения, хорошая растворимость в распространенных органических растворителях, низкиетемпературы плавления и испарения, возможность перехода в газообразное состояние без5разложения, низкая токсичность и т.д.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.