Импульсный плазмохимический синтез наноразмерных оксидов
![Диссертация: Импульсный плазмохимический синтез наноразмерных оксидов](https://westud.ru/work/3029158/cover.png)
Диссертация
Существенный недостаток разветвленных цепных плазмохимических процессов связан с взрывным протеканием процесса. Это значительно повышает опасность производства. Данный недостаток может быть устранен при внешнем инициировании цепного процесса вне области самовоспламенения. С этой целью используют впрыск активных радикалов в зону реакции, воздействие лазерного или ионизирующего излучений. Открытие… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ИНИЦИРОВАНИЕ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ КИСЛОРОД-ВОДОРОДНОЙ СМЕСИ И СИНТЕЗ НАНОДИСПЕРСНЫХ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
- 1. 1. Обзор работ по инициированию воспламенения кислород- водородной смеси
- 1. 1. 1. Исследование периода индукции воспламенения при внешнем воздействии на кислород — водородную смесь
- 1. 1. 2. Исследование смещения пределов воспламенения стехиометрической кислород-водородной смеси при внешнем воздействии
- 1. 1. 3. Колебательный характер окисления
- 1. 2. Обзор методов синтеза нанодисперсных оксидов титана и кремния
- 1. 2. 1. Обзор методов синтеза и сравнение основных свойств нанодисперсного порошка ТЮг
- 1. 2. 1. 1. Газофазные методы синтеза ТЮ
- 1. 2. 1. 2. Жидкофазные методы синтеза ТЮ
- 1. 2. 1. 3. Синтез нанодисперсного ТЮ2 методом механического измельчения
- 1. 2. 1. 4. Сравнение методов синтеза нанодисперсного диоксида титана
- 1. 2. 2. Обзор методов синтеза и применения нанодисперсного диоксида кремния
- 1. 2. 2. 1. Области применения нанодисперсного диоксида кремния
- 1. 2. 2. 2. Методы получения нанодисперсного диоксида кремния
- 1. 2. 3. Обзор методов синтеза композиционных нанодисперсных оксидов (ТЮ2)Х (8Ю2),.Х
- 1. 2. 1. Обзор методов синтеза и сравнение основных свойств нанодисперсного порошка ТЮг
- 1. 3. Выводы
- 1. 1. Обзор работ по инициированию воспламенения кислород- водородной смеси
- ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
- 2. 1. Экспериментальная установка на базе ускорителя ТЭУ
- 2. 1. 1. Импульсный электронный ускоритель ТЭУ
- 2. 1. 2. Диагностическое оборудование ускорителя
- 2. 1. 3. Плазмохимический реактор (ПХР)
- 2. 2. Измерение геометрического размера синтезируемого порошка
- 2. 3. Химический анализ частиц
- 2. 4. Рентгенофазовый анализ частиц
- 2. 5. ИК-спектрометрический анализ
- 2. 1. Экспериментальная установка на базе ускорителя ТЭУ
Список литературы
- Гусев А.И., Ремпель A.A. Нанокристаллические материалы. М.: Физматлит, 2001.—223 с.
- Кондратьев В. Н., Никитин Е. Е. Химические процессы в газах. М.: Наука, 1981,-264 с.
- Русанов В. Д., Фридман A.A. Физика химически активной плазмы. М.: Наука 1984. —416 с.
- Бабарицкий Л. И., Деминский М. А., Демкин С. А., Животов В. К., Эффект плазменного катализа при разложении метана // Химия высоких энергий. 1999, том 33, № 1, С. 49−56
- Бабарицкий А. И., Баранов И. Б., Дёмкин С. А., Животов В. К., Потапкин Б. В., Русанов В. Д., Рязанцев Е. И., Этиван К. Плазменный катализ процессов конверсии углеводородов // Химия высоких энергий. 1999. том 33, № 6. С. 458 462
- Штерн В.Я. Механизм окисления углеводородов в газовой фазе. М.: Изд-во АН СССР, 1960.-496 с.
- Елецкий A.B., Смирнов Б. М. Физические процессы в газовых лазерах. М.: Энергоатомиздат, 1986.— 152 с.
- Месяц Г. А., Осипов В. В., Тарасенко В. Ф. Импульсные газовые лазеры. М.: Наука, 1991.—271 с.
- Кондратьев В.Н. и Никитин Е.Е. Кинетика и механизм газофазных реакций. — М.: Наука, 1974.—558 с.
- Радиолиз углеводородов. Некоторые физико-химические проблемы / Под ред. Топчиева А. В., Полака Л. С. М.: Изд-во АН СССР, 1962. — 208 с.
- Льюис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах. М.: Мир, 1968. —592 с.
- Налбандян А.Б., Воеводский B.B. Механизм окисления и горения водорода. М.: Изд-во АН СССР, 1949. — 179 с.
- Стариковский А. Ю. Инициирование воспламенения при воздействии на газ импульсного сильноточного разряда // Физика горения и взрыва. 2003. — том 39, № 6.-С.12−19.
- Герасимов Г. Я. Воспламенение водородно-воздушной смеси под действием ионизирующего излучения // Химия высоких энергий. 2002. — том 36, № 6.-С. 408−412.
- Химическая физика на пороге XXI века: К 100-летию академика H.H. Семенова М.: Наука, — 1996. — 224 с.
- Энергия разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону. Справочник / Под ред. В. Н. Кондратьева. М.: Изд-во АН СССР, 1962. -364 с.
- Таблицы физических величин. Справочник. // Под редакцией И. К. Кикоина, М.: Атомиздат, 1976, с. 1006.
- Старик А. М., Титова Н. С., Луховицкий Б. И. Кинетика низкотемпературного инициирования горения смесей Н2 + 02 + Н20 при возбуждении молекулярных колебаний Н20 лазерным излучением // Журнал технической физики. 2004. — том 74, вып. 1. — С. 77−83.
- Луховицкий Б. И., Старик А. М., Титова Н. С. О возможности интенсификации цепных процессов в горючих смесях при возбуждении молекулярных колебаний реагентов лазерным излучением // Физика горения и взрыва. 2005, — № 4.- С. 29−38.
- Стариковский А. Ю. Нелинейные волны и энергообмен в химически активных системах. Диссертация доктора физико-математических наук. М., 1999, 445 с.
- Селезенев А. А., Алейников А. Ю. и Ярошенко В. В. Влияние радиолиза на смещение пределов воспламенения водород-кислородной газовой смеси. // Химическая физика. — 1999. — том 18, вып 5.-е. 65−71.
- Денисов Е.Т. Кинетика гомогенных химических реакций. М.: Высшая школа, 1988.-390 с.
- Арутюнов B.C., Крылов О. В. Окислительные превращения метана. М.: Наука, 1998.-360 с.
- Полуэктов В. А. Теория теплового взрыва, термокинетических автоколебаний и других термокинетических явлений для длинноцепочных реакций. Химическая физика. 1999. — том 18, № 5. — С. 72−83.
- Нее Dong Jang, Seong-Kil Kim and Seung-Jin Kim Effect of particle size and phase composition of titanium dioxide nanoparticles on the photocatalytic properties // Journal ofNanoparticle Research. -2001.-v. 3 pp. 141−147.
- Bin Xia, Weibin Li, Bin Zhang, Youchang Xie Low temperature vapor-phase preparation of Ti02 nanopowders // Journal of Materials Science. 1999. — v. 34. — pp. 3505−3511.
- P.P. Ahonen, A. Moisala, U. Tapper, D.P. Brown, J.K. Jokiniemi and E.I. Kauppinen. Gas-phase crystallization of titanium dioxide nanoparticles // Journal of Nanoparticle Research. 2002. — v. 4. — pp. 43−52,.
- W. Li, C. Ni, H. Lin, C. P. Huang, S. Ismat Shah Size dependence of thermal stability of Ti02 nanoparticles // Journal of Applied Physics. — 2004 V. 96, № 11. — pp. 6663−6668
- Azuchi Harano, Koji Shimada, Tatsuya Okubo and Masayoshi Sadakata Crystal phases of Ti02 ultrafine particles prepared by laser ablation of solid rods // Journal of Nanoparticle Research. 2002. — v. 4. — pp. 215−219.
- Yukio Nakagawa, Constantin Grigoriu, Katsumi Masugata, Weihua Jiang, Kiyoshi Yatsui Synthesis of Ti02 and TiN nanosize powders by intense light ion-beam evaporation // Journal of Materials Science. 1998. — v. 33. — pp. 529 — 533.
- S.-M. Oh, D.-W. Park, and T. Ishigaki Plasma Synthesis of Spherical Titanium Dioxide from Titanium Nitride // Proceedings of 16th Intern. Symposium on Plasma Chemistry. Taormina, Italy, 2003 ([email protected]).
- Jinsoo Kim, Ki Chang Song and Sotiris E. Pratsinis The effect of hydrolysis temperature on synthesis of bimodally nanostructured porous titania // Journal of Nanoparticle Research. 2000. — v. 2. — pp. 419−424.
- F. C. Gennari. D. M. Pasquevich Kinetics of the anatase-rutile transformation in Ti02 in the presence of Fe203 // Journal Of Materials Science. 1998. — v. 33. — pp. 15 711 578.
- Yongfa Zhu, Li Zhang, Chong Gao, Lili Cao The synthesis of nanosized Ti02 powder using a sol-gel method with TiCl4 as a precursor // Journal of Materials Science. -2000. v. 35. — pp. 4049 — 4054
- G. M. Ingo, C. Riccucci, G. Bultrini, S. DirE and G. Chiozzini Thermal and microchemical characterisation of sol-gel Si02, Ti02 and xSx02.(i.X)Ti02 ceramic materials // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2001. — v. 66, № 1. — pp. 37.
- Ming Zhang, Y. Bando, K. Wada Sol-gel template preparation of Ti02 nanotubes and nanorods // Journal Of Materials Science Letters. 2001. — v. 20. — pp. 167- 170.
- Т. Girot, S. Begin-Colin, X. Devaux, G. Le Caer, A. Mocellin Modeling of the Phase Transformation Induced by Ball Milling in Anatase Ti02 // Journal of Materials Synthesis and Processing. 2000. — v. 8, № 3−4. — pp. 139−144
- Ruiming Ren, Zhenguo Yang, L. L. Shaw Polymorphic Transformation And Powder Characteristics Of Ti02 During High Energy Milling // Journal Of Materials Science.-2000.-v.35.- pp. 6015−6026
- Ulrich Gesenhues Substructure of titanium dioxide agglomerates from dry ball-milling experiments // Journal of Nanoparticle Research. 1999. — v. 1. — pp. 223−234.
- Корчагин А. И. Электронно-лучевая технология получения нанодисперсных порошков диоксида кремния при атмосферном давлении. Автореф. дис.. канд. техн. наук. Томск, 2003. — 17 с.
- Motoaki Adachi, Shigeki Tsukui, Kikuo Okuyama Nanoparticle Formation Mechanism in CVD Reactor with Ionization of Source Vapor // Journal of Nanoparticle Research. 2003. — v. 5 (1 -2). — pp. 31 -3 7.
- Hendrik K. Kammler Sotiris E. Pratsinis Scaling-up the Production of Nanosized Si02-particles in a Double Diffusion Flame Aerosol Reactor // Journal of Nanoparticle Research. 1999. — v. 1, № 4. — pp. 467−477
- M. Machida, K. Norimoto et al. The effect of Si02 addition in super-hydrophilic property of Ti02 photocatalyst // Journal of Materials Science. 1999. — V. 34, № 11, — pp. 2569.
- Young-Geun Kwon, Se-Young Choi Eul-Son Kang, Seung-Su Baek Ambient-dried silica aerogel doped with Ti02 powder for thermal insulation // Journal Of Materials Science. 2000. — v. 35. — pp. 6075 — 6079
- G. Takahiro, К. Takayuki, A. Yoshimoto Crystallization Behavior of Si02-TiC>2 Ceramics Derived from Titanosiloxanes on Pyrolysis // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 1998. — v. 13. № 1−3. -p. 975.
- Г. E. Ремнев, Э. Г. Фурман, А. И. Пушкарев, С. Б. Карпузов, Н. А. Кондратьев, Д. В. Гончаров. Импульсный сильноточный ускоритель с согласующим трансформатором // Приборы и техника эксперимента. 2004. — № 3. — С. 130−134.
- Remnev G., Furman E., Pushkarev A., et. all. High current pulsed accelerator with matching transformer// Proceeding of 4th International symposium on pulsed power and plasma applications — Nagaoka, Japan. 2003. — P. 172.
- Патент № 41 951 Россия. МПК 7 H05H 5/08 Импульсный электронный ускоритель. / Гончаров Д. В., Ремнев Т. Е., Пушкарев А. И., Фурман Э. Г. Заявлено 15.06.2004, Опубл. 10.11.2004, Бюл. № 31.
- Ремнев Г. Е., Пушкарев А. И., Фурман Э. Г. Согласование двойной формирующей линии с взрывоэмиссионным диодом // Письма в ЖТФ. 2004. — том 30, вып. 14. — С.63−67.
- Москалев В.А., Сергеев Г. И. Измерение параметров пучков заряженных частиц. М.: Энергоатомиздат. 1991. — 240 с.
- Пушкарев А.И., Пушкарев М. А., Жуков JI.JL, Суслов А. И. Измерение диссипации энергии электронного пучка в плотном газе малоинерционным дифференциальным датчиком давления // Известия вузов. Физика. 2001. — № 7. — С. 93.
- Патент РФ № 2 002 127 866 МПК 7 G01T1/29 Способ определения энергии, поглощенной газом в замкнутом реакторе / Ремнев Г. Е., Пушкарев А. И., Пушкарев М. А. Заявлено 17.10.2002, Опубл. 20.04.2004.
- Патент РФ № 1 544 030 МПК 7 G01T1/16 Способ дозиметрии ионизирующего излучения / JI.B. Сериков, Т. А. Юрмазова, JI.H. Шиян, В. М. Кецкало, Г. Н. Серикова, В. В. Старченко. Заявлено 14.12.1987, Опубл. 27.01.2000.
- Елецкий A.B. Процессы в химических лазерах // Успехи физических наук. 1981.-том 134, № 2.-С. 237.
- Пушкарев А.И., Пушкарев М. А., Ремнев Г. Е. Исследование звуковых волн, генерируемых при поглощении импульсного электронного пучка в газе // Акустический журнал. 2002. — том 48. — № 2. — С. 260−265.
- Бондарь Ю.Ф., Заворотный С. И., Ипатов A.JL, Мхеидзе Г. И., Овчинников A.A., Савин A.A. Исследование транспортировки релятивистского электронного пучка в плотном газе // Физика плазмы. 1982. — том 8, вып.6. — С. 1192−1198.
- Абрамян Е.А., Альтеркоп Б. А. и Кулешов Г.Д. (), Интенсивные электронные пучки. Физика. Техника. Применение. М.: Энергоатомиздат. — 1984. -231 с.
- Комар А.П., Круглов С. П., Лопатин И. В. Измерение полной энергии пучков тормозного излучения от электронных ускорителей. Л.: Наука. 1972. — 236 с.
- Д.В. Гончаров, В. В. Ежов, А. И. Пушкарев, Г. Е. Ремнев Исследование распределения плотности энергии сильноточного импульсного электронного пучка // Известия ТГТУ. 2005. — № 6. — С. 76−80
- Щетинков Е. С. Физика горения газов, М.: Наука. 1965. — 739 с.
- Бугаев С.П., Козлов B.C., Козырев А. В. и др. Использование наносекундного коронного разряда для генерации микродисперсного аэрозоля из паров органических соединений // Оптика атмосферы и океана. 1999. — том 12, № 8.-С. 736−743.
- Козырев А.В., Ситников А. Г. Формирование неравновесного аэрозоля в плазме коронно-стримерного разряда// Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем. Материалы VI Всероссийской (международной) конференции. М.: МИФИ, 2002.-С. 428
- Патент № 2 264 888 Россия. МПК 7 B22 °F 9/12- С01 В 33/18- В03С 3/00 Способ получения нанодисперсных порошков оксидов / Д. В. Пономарев, А. И. Пушкарев, Г. Е. Ремнев. Заявлено 24.12.2003, Опубл. 07.20.2005, Бюл. №
- G. Е. Remnev, A. I. Pushkarev. Research of chain plasmochemical synthesis of superdispersed silicon dioxide by pulse electron beam. // IEEJ Transactions on fundamentals and materials. 2004. — vol. 124, № 6. — P. 483−486.
- G. E. Remnev and A. I. Pushkarev Synthesis of Nanosized Silicon Dioxide in a Chain Plasma-Chemical Process // High Energy Chemistry. 2004. — Vol. 38, №. 5. — p. 348−350.
- Ремнев Г. Е.,. Пушкарев А. И. Синтез нано-размерного диоксида кремния в цепном плазмохимическом процессе // Химия высоких энергий. 2004. — т. 38, № 5. -С.391−392.
- Пушкарев А.И., Ремнев Г. Е., Пономарев Д. В. Неравновесный плазмохимический синтез нанодисперсных оксидов металлов // Химия Высоких Энергий. 2005. — том 39, № 2 (принята в печать).
- Ремнев Г. Е., Пушкарев А. И., Пономарев Д. В. Синтез нанодисперсных оксидов в неравновесных плазмохимических процессах, инициируемыхимпульсным электронным пучком // Всероссийская конференция «ФНТП-2004». -Петрозаводск. -2004. С. 103−107
- Современные физические методы в геохимии: Учебник/ В. Ф. Барабанов, Г. Н. Гончаров, М. JI. Зорина и др. Под ред. В. Ф. Барабанова, — JL: Изд-во Ленинградского ун-та. 1990. — 391 с.
- Лапидус И.И., Нисельсон Л. А. Тетрахлорсилан и трихлорсилан. М.: Химия. 1970.-128 с.
- Котов Ю.А., Осипов В. В., Иванов М. Г. и др. Исследование характеристик оксидных нанопорошков, получаемых при испарении мишени импульсно-периодическим СОг лазером // Журнал технической физики. 2002. — том 72, вып. И.-С. 76−82.
- Пушкарев А.И., Ремнев Г. Е., Пономарев Д. В. и Марков А.Б. Синтез ультрадисперсного порошка сплава Вуда с помощью импульсного электронного пучка. // Физика и химия обработки материалов. 2005. — № 3. — С. 63−65.
- Пушкарев А. И., Ремнев Г. E., Пономарев Д. В. Неравновесный плазмохимический синтез нанодисперсных оксидов металлов// VII Всероссийская конференция «Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем». — Ершово, Московская обл. 2005.
- Морохов И.Д., Трусов Л. И., Лаповок В. Н. Физические явления в ультрадисперсных средах. — М.: Энергоатомиздат. 1984. — 224 с.
- Ковба Л.М., Трунов В. К. Рентгенофазовый анализ. М.: Изд-во МГУ. 1976. — 160с.
- Пушкарев А.И., Ремнев Г. Е., Пономарев Д. В. ИК-спектрометрия наноразмерных порошков оксидов, полученных плазмохимическим методом // III Международный симпозиум «Горение и плазмохимия». Сборник трудов. -Алматы: Казак университета 2005. — с. 153−156.
- Купцов А. X., Жижин Г. Н. Фурье-спектры комбинационного рассеяния и инфракрасного поглощения полимеров. Справочник. М.: Физматлит. — 2001. — 656 с.
- Пономарев Д.В., Пушкарев А. И., Ремнев Г. Е. Исследование морфологии и фазового состава нанодисперсных оксидов ТЮ2 и x-Ti02+y-Si02, полученных методом неравновесного плазмохимического синтеза. // Известия ТПУ. 2005. — т. 308.-№ 1.-с. 103- 106.
- Пономарев Д.В., Пушкарев А. И. Структурный анализ наноразмерных порошков оксидов, полученных плазмохимическим методом // VII Всероссийская конференция «Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем. Ершово, Московская обл. — 2005.
- W.S. Ahn, К.К. Kang, K.Y. Kim Synthesis of TS-1 by microwave heating of template-impregnated Si02-Ti02 xerogels // Catalysis Letters. 2001. — vol. 72. — № 3−4. — p. 229−232.
- D. V. Ponomarev, G. Е. Remnev, A. I. Pushkarev, К.Е. Felinguer. Chain plasmochemical decomposition process of carbon tetrachloride // 8th Korea-Russia International Symposium on Science and Technology, Tomsk. 2004. — P. 264−266
- Ремнев Г. Е., Пушкарев А. И., Пономарев Д. В. Плазмохимический синтез наноразмерного композиционного порошка Si-C-Ox // Кремний-2004: Тезисы докладов Совещания. Иркутск: Издательство Института географии СО РАН. — 2004.- с. 102.