Русский Русский

Ключевые слова: электронная микроскопия

Структурно-морфологические характеристики слоистых гидроалюмосиликатов, активированных растворами хлоридов щелочных металлов

, ,
 38-49 стр.
Аннотация
В настоящей работе приведены результаты сравнительного исследования особенностей химического и минералогического составов, а также структурно-морфологических характеристик обогащенной и модифицированных форм глины, содержащей в качестве основной минеральной фазы слоистый гидроалюмосиликат – монтмориллонит. В качестве примесных минералов в глинистом сырье зафиксированы: каолинит, низкотемпературный тригональный кварц, кальцит и иллит, присутствие которых подтверждено с помощью просвечивающей электронной микроскопии и ИК-Фурье спектроскопии. Активацию обогащенной породы проводили посредством обработки растворами хлоридов щелочных металлов – лития, калия и натрия. В ходе изучения опытных образцов показано, что исходная форма глины не содержит в своем составе оксиды Na2O и Li2O. В тоже время, в результате солевой обработки обогащенной гидроалюмосиликатной породы удалось получить продукты с содержанием оксидов лития, натрия и калия, равным 1,96; 3,98 и 6,28 масс. % соответственно. Установлено, что обработка раствором хлорида калия оказывает наиболее значительное влияние на структурно-морфологические характеристики монтмориллонитовой глины. В частности, для образца, обработанного раствором KCl, свойственна повышенная склонность к агрегации частиц и образованию сравнительно крупных зерен сферической формы. Анализ полученных данных показывает, что в указанном активированном продукте практически полностью отсутствует такая минеральная фаза, как кальцит. В ходе экспериментальных исследований зафиксировано, что воздействие на обогащенное глинистое сырье растворами солей LiCl и NaCl практически не изменяет микроструктуру получаемых продуктов.
PDF

ФОРМИРОВАНИЕ НАНОКОМПОЗИТНЫХ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ С БИМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ НАНОЧАСТИЦАМИ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

, ,
 5-12 стр.
Аннотация
Разработка высокоэффективных автономных источников энергии позволяет осуществлять стабильное и бесперебойное энергоснабжение физико-химических процессов и производств при различных режимах эксплуатации. Современные технологические методы и подходы к получению наноструктурированных электродных материалов, а также выяснение особенностей механизмов электрохимических реакций на основе наночастиц платиновых металлов дают возможность конструировать датчики контроля, топливные элементы и электролизеры с повышенными энергетическими характеристиками. Углеродные нанотрубки, используемые для создания наноструктурированных электродов в химических преобразователях энергии, обладают высокими функциональными свойствами по сравнению с другими матрицами и, модифицированные наночастицами с пониженным содержанием металлов, позволяют по-высить электрокаталитически активную площадь поверхности электрода и достигнуть максимальных параметров мощности топливного элемента. В данной работе было осуществлено формирование биме-таллических наноструктурированных композитов с варьируемым составом на углеродных матрицах-носителях для конструирования электродов автономных источников тока. В качестве подложек были выбраны одно- и многостенные углеродные нанотрубки. Для получения композитов были синтезированы биметаллические наночастицы платина-палладий с различным соотношением металлов. Проведены исследования материалов методами электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. В результате установлен оптимальный алгоритм, метод синтеза и условия создания нанокомпозитов с минимальными размерами частиц. Изменяя мольное соотношение вода: ПАВ, а также соотношение металлов-прекурсоров, можно получать биметаллические наночастицы платина-палладий размером до 12 нм. Получены данные влияния условий формирования наночастиц металлов на их размеры, форму и распределение по поверхности матрицы. Сформирована серия опытных образцов для практического использования при конструировании источников тока.
PDF

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ГЛИН МЕСТОРОЖДЕНИЯ «ПОЛЯНА» КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ СОРБЦИОННО АКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ НЕОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

, ,
 67-76 стр.
Аннотация
В настоящей работе приведены результаты исследования фазового (минералогического) состава глины месторождения Поляна Шебекинского района Белгородской области. Для изучения морфологических и структурных особенностей минеральных компонентов, составляющих указанную глину, применен комплекс методов растровой и просвечивающей электронной микроскопии, который включал метод получения изображения на просвет, микродифракцию электронов и энергодисперсионный анализ. Элек-тронномикроскопическое исследование Полянской глины, показало, что она сложена из таких минералов, как: кальциевый и магний-железистый монтмориллонит, мусковит, низкотемпературный тригональный кварц, иллит и рутил. Чаще других, в препаратах наблюдаются частицы, идентифицируемые как монт-мориллонит, отличающиеся структурой без оформленных краев и имеющие слоистую структуру (толщи-на слоя порядка 1 нм). Частицы данного минерала проявляют высокую склонность к агрегации, но при этом достаточно легко расщепляются по плоскости спайности при диспергировании, в связи с чем имеют развитую удельную поверхность, что обуславливает хорошие сорбционные характеристики.
PDF

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПАЛЛАДИЕВЫХ НАНОКАТАЛИЗАТОРОВ НА ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ МЕМБРАНАХ ДЛЯ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

, ,
 58-66 стр.
Аннотация
Развитие современных нанотехнологических методов и подходов к синтезу и формированию наноструктур позволяет создавать новые материалы, сочетающие в себе различные функциональные свойства и уникальные физико-химические характеристики. Для разработки электродных материалов преобразователей энергии используют нанокомпозиты, в составе в которых присутствуют наноразмерные частицы, что позволяет получать катализаторы с повышенной активностью и стабильностью. Коммерческие перфторированные протонообменные мембраны типа Nafion и углеродсодержащие носители (углеродные нанотрубки, графен, фуллерены) являются перспективными матрицами носителями для химических источников энергии – топливных элементов. Наночастицы на основе платины, палладия, либо их сплавы являются отличными материалами для реакций электрокаталитического окисления водорода и восстановления кислорода, которые происходят в топливных элементах. В элементах на основе прямого окисления муравьиной кислоты, в основном, используются биметаллические наночастицы на основе палладия, которые проявляют более высокие каталитические свойства. В данной работе были синтезированы новые эффективные полимер-углеродные композиты, модифицированные наночастицами палладия. В качестве подложек были выбраны одно- и многостенные углеродные нанотрубки. Проведены физико-химические исследования полученных материалов методами электронной микроскопии и малоуглового рентгеновского светорассеяния. Установлены размеры наночастиц в составе функциональных матриц-носителей. Обнаружено, что углеродный наполнитель способствует лучшей стабилизации наночастиц малого размера в составе композита. Получены данные влияния условий формирования наночастиц металлов на их размеры, форму и распределение по поверхности матрицы. Исследована стабильность образцов с варьируемой загрузкой палладия на различных матрицах-носителях методом хроноамперометрии. Доказана перспективность использования сформированных материалов для электродов топливных элементов с прямым окислением муравьиной кислоты.
PDF