Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1150416), страница 5

Файл №1150416 Диссертация (Синтез двойных оксидов железа (III) и композитов на основе наночастиц магнетита и маггемита методами ионного и ионно-коллоидного наслаивания) 5 страницаДиссертация (1150416) страница 52019-06-29СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Более того, в окислительновосстановительной полуреакции с участием феррата серебра принимают участиепять электронов в расчёте на один атом железа:Ag2FeO4 + 5/2H2O + 5e– → 2Ag + 1/2Fe2O3 + 5OH–.Это, в свою очередь, увеличивает теоретическую ёмкость ферратов,пропорциональную числу электронов, принимающих участие в полуреакции. Так,теоретическая ёмкость феррата калия составляет 406 мА·ч/г, феррата серебра 399мА·ч/г, а феррата лития 601 мА·ч/г.В последнее время развитие получило также направление созданияобратимых ферратных катодов, работающих в электролитах как литий-ионных,так и металл-гидридных анодов [111]. В частности в работе [112] полученыферратные литий-ионные катоды с обратимой ёмкостью 485 мА·ч/г, чтопревосходит ёмкость других литий-ионных обратимых катодов, с такимиэлектроактивными веществами как LiCoO2, LiMn2O4 и LiFePO4.В то же время, как показал проведенный анализ литературы, в качествереагентов для послойного синтеза растворы ферратов ранее ещё не применялись.29ГЛАВА II.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬII.1. Методическая частьII.1.1. Методики стандартизации поверхности подложекВ качестве подложек для синтеза слоёв были использованы пластиныразмером около 10 х 25 х 0,5 мм отполированных монокристаллического кремниямарки КЭФ-7.5 с ориентацией [100], плавленого кварца марки КУ, лабораторногостекла ЛС-10 и стекла с нанесенным на него методом магнетронного распыленияслоем ITO толщиной 100 нм и сопротивлением 20 Ом, предварительнообработанные по известным методикам в растворах органических растворителей,кислот или щелочей. Кварцевые подложки перед синтезом промывали в ацетоне ивыдерживали при температуре 90–100°С в течение 10 мин в концентрированнойазотной кислоте, затем промывали водой, раствором КОН с рН = 10 и вновьтщательно водой.

Подложки из монокристаллического кремния после травления втечение 30 минут в растворе плавиковой кислоты (1 объёмная частьконцентрированного раствора HF на 9 частей воды) для удаления с поверхностислоя Si-H- и Si-F-групп последовательно 2-кратно обрабатывали в течение 10 минв нагретых до 60–70°С щелочном и кислом растворах H2O2, которыесоответственно готовили смешением концентрированных растворов реагентовпри соотношении объёмных концентраций H2O : NH4OH : H2O2 = 5 : 1 : 1 и H2O :HCl : H2O2 = 5 : 1 : 1.

После этого кремниевые подложки также тщательнопромывались дистиллированной и на последнем этапе деионизованной водой.Подложки из стекла ЛС-10 перед синтезом промывали в ацетоне и затемпоследовательно 2- кратно обрабатывали в течение 10 минут в нагретых до 60–70°С в кислом и щелочном растворах H2O2, аналогичных используемым дляобработки кремниевых подложек, и тщательно промывали дистиллированнойводой.Подложки стекла со слоем ITO для удаления загрязнений перед синтезомпромывались под воздействием ультразвука в течение 10 минут в ацетоне и затем30для достижения смачиваемости поверхности водными растворами реагентоввыдерживались в водно-спиртовом (1:1) растворе NH4ОН (рН = 7,0−8,0) в течение1 часа.Обработку ультразвуком в данном эксперименте и других, описанных вэкспериментальных параграфах проводили с помощью установки УЗВ-1,3 систочником ультразвука мощностью 50 Вт и частотой 35 кГц.Для проведения электрохимических исследований слоёв Co2,4FeOy·nH2Oиспользовались подложки из пеноникеля производства ЗАО «ЭКАТ» спористостью 80 ppi (ppi - количество пор на дюйм).

Перед синтезом ониобрабатывались под действием ультразвука в течение 30 минут в ацетоне, затемпо методике [113] в течение 15 минут в 6 М растворе HCl. Далее подложкитрижды промывали деионизованной водой и сушили на воздухе в течение 30минут при температуре 120°C.II.1.2. Методики приготовления растворовДля синтезов использовались как водные растворы солей, так и дисперсииоксидов и гидроксидов железа. Концентрации растворов солей указаны вописании методик синтеза в каждом из параграфов работы.

pH растворовизмеряли с помощью ионометрического преобразователя И-500 производстваЗАО «Аквилон».Для приготовления растворов для синтеза были использованы следующиереактивы:AgNO3(х.ч.),Co(NO3)2∙6H2O(ч.),Cu(CH3COO)2∙H2O(ч.),Fe(NO3)3∙9H2O (ч.), FeCl3·6H2O (ч.), K4[Fe(CN)6]·3H2O (х.ч.), K3[Fe(CN)6] (х.ч.),Mn(NO3)2∙6H2O (ч.), Na2CO3 (ч.), (NH4)2MoO4 (х.ч.), N(CH4)4I (ч.), ZrOCl2·8H2O(х.ч.) все «Реахим», Ce(NO3)3∙6H2O (ч.), Co(CH3COO)2∙4H2O (ч.), HF (осч., 45%),HNO3 (х.ч.) и HCl(конц.) (х.ч.), KOH (ч.д.а.), NH4VO3 (ч.), Mn(CH3COO)2∙4H2O(ч.д.а.), NaCH3COO∙3H2O (ч.), NaOH (х.ч.), Y(CH3COO)3∙4H2O (х.ч.), этоксиэтан(фарм.) все «Вектон», FeSO4∙7H2O (ч.), H2O2 (осч., 30-35%), La(NO3)3∙6H2O (х.ч.),бензол(хч),NaOClраствор,маркаА,все«ЛенРеактив»,FeCl2·4H2O31(SigmaAldrich), NH4OH(конц.) (осч.) НеваРеактив, ацетон (осч.) ЗАО «Экос-1»,этанол (экстра).K2FeO4 был получен и очищен по методике, описанной в [85], где исходнымиреагентами служили Fe(NO3)3·9H2O и раствор NaOCl. Для этого в 30 мл раствораNaOCl (марка А) прибавляли 4 г NaOH и стакан с этим раствором помещали втермостатируемую ёмкость с водой с температурой 30°С.

Затем постепенно в этотраствор при перемешивании засыпали 2 г Fe(NO3)3·9H2O и далее 9 г NaOH. Через15 мин полученную смесь отфильтровали на стеклянном фильтре и перелилифильтрат в стакан, содержащий 20 мл насыщенного раствора KOH и полученнуюсмесь также отфильтровали на стеклянном фильтре. Фильтрат был отброшен, аостаток на фильтре был промыт 5 порциями по 2 мл раствора KOH сконцентрацией 3 M. К полученному фильтрату был прибавлен насыщенныйраствор KOH объемом 20 мл. Образовавшийся после этого осадок K2FeO4 былотфильтрован на стеклянном фильтре и промыт сначала 2 мл бензола, а затемтремя порциями по 5 мл этилового спирта и 2 мл этоксиэтана. Выход реакциисоставил 80 %. Полученный порошок K2FeO4 был помещён в эксикатор, которыйзатем вакуумировали. После хранения в данных условиях в течение одного годаследов разложения K2FeO4 обнаружено не было.Суспензии гидроксида железа (III) и двойных гидроксида железа (III) и рядапереходныхметалловготовилисьпутёмдобавленияприпостоянномперемешивании к раствору Fe(NO3)3 с концентрацией 0,01 М или растворам,содержащим эквимолярные количества Fe(NO3)3 и M(NO3)x (M - Ba, La, Y, Ga, Inили Zr) с концентрациями равными 0,01 М раствора KOH до значения pH равного4,5.Тетраметиламмоний гидроксид был получен взаимодействием эквимолярныхколичеств свежеосаждённой гидроокиси серебра и иодида тетраметиламмония споследующим отделением осадка иодида серебра.Коллоидные растворы магнетита готовились по методике [114].

Для этоговодный раствор, содержащий FeCl3 и FeCl2 при мольном соотношении 2,0/1,0,приливался при перемешивании к концентрированному раствору NH4OH, взятому32в таком количестве, чтобы pH после смешивания растворов находился вдиапазоне 9 - 10. Далее под действием магнитного поля неодимового магнитаполучали осадок магнетита и дважды промывали его дистиллированной водой.Затем к осадку прибавляли воду до сантимолярной концентрации по Fe3O4, атакже HClO4 или N(CH3)4OH до заданного значения pH (4,0 и 9,5 соответственно)и в течение одного часа обработали полученные дисперсии на ультразвуковойустановке.Карбонатный раствор ZrOCl2 готовили путём добавления при перемешивании25 мл раствора ZrOCl2 с концентрацией 0,02 М к 25 мл 0,06 M раствора Na2CO3.Значение рН такого раствора равнялось 8,4.Для приготовления растворов использовалась деионизованная вода cсопротивлением около 18 MOм·см, приготовленная на установке MilliporeSimplicity UV.Время между приготовлением растворов и проведением синтеза слоёвсоставляло не менее 0,5 часа.II.1.3.

Методики синтеза слоёвПрошедшие стандартную обработку подложки закреплялись в держателяхобразцов автоматизированных лабораторных установок послойного синтеза (см.п. II.2) и последовательно обрабатывались путём погружения в растворыреагентов и промывные жидкости по определенной схеме, образующейэлементарный цикл ИН, а именно:- в раствор соли M1A1, содержащий катион металла M1, входящий в составсинтезируемого слоя,- промывную жидкость 1, необходимую для удаления избытка раствора солиM1A1,- раствор соли M2A2, содержащий анион A2, входящий в составсинтезируемого слоя,33- промывную жидкость 2, необходимую для удаления избытка раствора солиM2A2.Например, при синтезе слоя Mn2FeOx∙nH2O подложку погружали в растворMn(OAc)2, затем в дистиллированную воду, далее в раствор K2FeO4 и снова вдистиллированную воду.

Данная последовательность обработок составляла одинцикл ИН, который многократно, в зависимости от задачи синтеза, повторяли.Время обработки в каждом из реагентов и промывных жидкостях составляло 30секунд.С использованием аналогичной установки синтезировали слои и методомИКН. Отличие состояло только в том, что вместо одного из реагентовиспользовали суспензию или коллоидный раствор наносимого вещества и времяобработки ими составляло 3 мин, а время обработки в промывной жидкости послеобработки в данных дисперсиях составляло 1 мин.II.1.4. Методики исследования синтезированных слоёвИсследованиесинтезированныхслоёвбыловыполненометодамиспектроскопии пропускания в УФ, видимой и ИК областях спектра, сканирующейэлектронной микроскопии (СЭМ), рентгеноспектрального микроанализа (РСМА),рентгенофазового анализа (РФА), рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии(РФС),ядернойгамма-резонанснойспектроскопии(ЯГР),вибрационноймагнитометрии и вольтамперометрии.

Характеристики

Список файлов диссертации

Синтез двойных оксидов железа (III) и композитов на основе наночастиц магнетита и маггемита методами ионного и ионно-коллоидного наслаивания
Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее