Процесс получения дисперсных материалов с наноразмерными фазами электрохимическим окислением меди и алюминия с использованием переменного тока и его аппаратурное обеспечение

Усольцева, Наталья Васильевна
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Введение……………………………………………………………………………………………………………. 5
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ И СПОСОБЫ
ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОКСИДОВ МЕДИ И
АЛЮМИНИЯ ………………………………………………………………………………………………… 15
1.1 Применение материалов на основе оксидов меди и алюминия ………. 15
1.2 Получение материалов на основе оксидов меди и алюминия …………. 21
1.3 Способы получения оксидов металлов в нестационарных условиях . 24
1.4 Использование электролиза для получения оксидов металлов ……….. 30
1.5 Использование переменного тока для получения оксидов металлов . 35
1.6 Постановка задач исследования …………………………………………………….. 36
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ,
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССА И МЕТОДЫ АНАЛИЗА
ПРОДУКТОВ …………………………………………………………………………………………………. 38
2.1 Физико-химические свойства металлических меди и алюминия,
оксидов меди и алюминия …………………………………………………………………….. 38
2.2 Методика проведения экспериментов ……………………………………………. 43
2.3 Методы анализа продуктов электрохимического окисления меди и
алюминия с использованием переменного тока ……………………………………… 48
ГЛАВА 3. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МЕДИ
И АЛЮМИНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА …….. 50
3.1 Влияние состава и концентрации электролита на скорость
электрохимического окисления меди и алюминия …………………………………. 50
3.2 Влияние плотности тока на скорость электрохимического окисления
меди и алюминия ………………………………………………………………………………….. 58
3.3 Взаимное влияние меди и алюминия при их электрохимическом
окислении …………………………………………………………………………………………….. 63
3.4 Определение энергии активации процесса электрохимического
окисления меди и алюминия …………………………………………………………………. 68
Выводы по главе 3 ………………………………………………………………………………… 73
ГЛАВА 4. ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРИСТОЙ
СТРУКТУРЫ ПРОДУКТОВ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ
МЕДИ И АЛЮМИНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
…………………………………………………………………………………………………………………………. 75
4.1 Фазовый состав и характеристики пористой структуры продуктов
индивидуального электрохимического окисления меди и алюминия ……… 75
4.2 Фазовый состав и характеристики пористой структуры продуктов
совместного электрохимического окисления меди и алюминия ……………… 82
4.2.1 Характеристика продукта совместного электрохимического
окисления меди и алюминия, полученного оксидным способом …………. 85
4.2.2 Характеристика продукта совместного электрохимического
окисления меди и алюминия, полученного карбонатным способом …….. 88
4.2.3 Влияние условий проведения процесса старения на фазовый
состав дисперсного материала, полученного электрохимическим
окислением меди и алюминия ……………………………………………………………. 93
4.2.3.1 Влияние природы электролита и концентрации раствора …………. 93
4.2.3.2 Влияние высоты раствора над осадком ……………………………………. 96
4.2.3.3 Площадь поверхности контакта фаз…………………………………………. 98
4.2.3.4 Влияние перемешивания суспензии…………………………………………. 99
4.2.3.5 Влияние источника диоксида углерода ………………………………….. 103
4.2.3.6 Исследование фазового состава продуктов карбонизации с
помощью рентгенофазового анализа, ИК-спектроскопии и ТГ/ДСК
анализа …………………………………………………………………………………………….. 106
4.3 Микрофотографии и характеристики пористой структуры продуктов
совместного электрохимического окисления меди и алюминия ……………. 119
4.4 Состав продуктов совместного электрохимического окисления меди и
алюминия с использованием переменного тока ……………………………………. 139
4.5 Компактирование порошкообразных продуктов электрохимического
окисления меди и алюминия ……………………………………………………………….. 142
Выводы по главе 4 ………………………………………………………………………………. 143
ГЛАВА 5. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ АППАРАТА
И ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА
ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ С НАНОРАЗМЕРНЫМИ МЕДЬ- И
АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩИМИ ФАЗАМИ ……………………………………………145
5.1 Определение габаритных размеров ванны электролизера …………….. 149
5.2 Расчет энергетических затрат на процесс …………………………………….. 153
5.3 Расчет расхода охлаждающей воды в рубашке электролизера ……… 157
Выводы по главе 5 ………………………………………………………………………………. 160
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………………………….162
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ………………………………………………………………………………165
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………………………………………168
ПРИЛОЖЕНИЕ А Предельные отклонения по толщине листов меди и
алюминия ………………………………………………………………………………………………. 190
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Распределения элементов по поверхности дисперсного
продукта электрохимического окисления меди и алюминия с использованием
переменного тока……………………………………………………………………………………. 191
ПРИЛОЖЕНИЕ В Акт об использовании результатов диссертационных
исследований …………………………………………………………………………………………. 192

Актуальность работы
Разработка эффективных способов получения наноразмерных
порошков оксидов металлов обусловлена расширением их применения в
современных технологиях. Нанодисперсные оксиды металлов обеспечивают
прогресс в производстве катализаторов, сорбентов, пигментов, керамических
и композитных материалов, сенсорных датчиков. Это, в частности, относится
и к производству оксидов меди и алюминия, без использования которых
невозможно представить современную промышленность.
Материалы на основе оксидов меди и алюминия являются
универсальной основой катализаторов и сорбентов ряда процессов.
Вследствие высокой площади удельной поверхности и развитой пористой
структуры, а также высокой термостойкости оксид алюминия является
эффективным носителем, на поверхности которого распределяются
каталитически активные соединения. Оксид меди проявляет высокую
каталитическую активность в различных каталитических процессах, в
частности в таких, как синтез метанола и других спиртов, паровая конверсия
оксида углерода (II), синтез диметилового эфира из синтез-газа,
восстановление NOx и SOx.
В настоящее время существует большое количество способов
получения материалов на основе оксидов металлов. Особый интерес
представляют нестационарные способы, позволяющие получать
высокодисперсные продукты: электрохимический, плазмохимический,
механохимический, самораспространяющийся высокотемпературный синтез,
электрический взрыв проводников.
Современные способы электрохимического получения дисперсных
оксидов металлов не универсальны, так как предназначены для получения
одного или нескольких оксидов. Кроме того, нестационарный электролиз
рассматривается в основном как способ получения покрытий, а не порошков.
При этом фазовый состав продуктов окисления, как правило, не исследуется.
Использование переменного тока для осуществления
электрохимического процесса представляет уникальную возможность
синтеза нанодисперсных материалов на основе оксидов нескольких металлов
и позволяет упростить аппаратурное оформление процесса электролиза.
Вместе с тем в литературе отсутствуют сведения о получении таких
материалов данным способом, поэтому исследования в области
неравновесного электрохимического синтеза указанных оксидов металлов с
использованием переменного тока промышленной частоты являются
актуальными.
Работа выполнена по теме «Изучение химических процессов,
фазообразование и модифицирование в системах с участием наноразмерных
дискретных и плёночных структур» в рамках тематического плана НИР по
заданию министерства образования и науки Российской Федерации (1.4.09).
Степень разработанности темы
Исследования процессов электрохимического окисления металлов в
нестационарных условиях и получения оксидов металлов проводятся
научными коллективами Национального исследовательского Томского

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Процессы дегидрирования углеводородов в реакторах мембранного типа
    📅 2016год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)