Получение материалов в плазме сильноточного разряда для использования в технологиях водородной энергетики
В ходе работы произведено получение материалов в плазме сильноточного разряда для использования в водородной энергетики.
Введение…………………………………………………………………………. ..13
Глава 1. Литературный обзор ……………………………………………………..14
1.1 Свойства наночастиц оксида меди ………………………………………..14
1.1.1 Физико-химические свойства ………………………………………………14
1.1.2 Фотокаталитические свойства…………………………………………….. ..16
1.2 Методы получения ультрадисперсных частиц…………………………… ..17
1.2.1 Электрический взрыв проводника. ………………………………………..18
1.2.2 Высокотемпературный процесс окисления………………………………18
1.2.3 Использование переменного тока для получения оксидов металлов… ..19
1.2.4 Плазмодинамический метод……………………………………………….. ..20
1.3 Применение оксида меди…………………………………………………… ..21
1.3.1 В солнечных батареях ……………………………………………………. 22
1.3.2 Фотоэлектрохимическое расщепление воды……………………………..22
1.3.3 Газочувствительные элементы…………………………………………….23
1.3.4 В литиевых батареях………………………………………………………. .24
Глава 2. Устройство и принцип действия экспериментального стенда на основе
коаксиального магнитоплазменного ускорителя………………………………24
2.1 Генератор импульсов тока ГИТ-720………………………………………….24
2.1.1 Пульт управления и регистрации………………………………………….27
2.1.2 Зарядное устройство………………………………………………………..29
2.1.3 Секции ёмкостного накопителя, система запуска и разрядный контур. ..29
2.2 Коаксиальный магнитоплазменный ускоритель……………………………..31
2.3. Методология ……………………………………………………………………35
2.3.1. Регистрация и обработка осциллограмм………………………………… ..35
Глава 3. Методы исследования и обработка результатов………………………40
3.1 Процесс протекания плазмодинамического синтеза………………………..40
3.2 Методы исследования продукта плазмодинамического синтеза………….42
3.2.1 Рентгенофазовый анализ (РФА)…………………………………………….42
3.2.2 Mетод сканирующей электронной микроскопии (SEM)…………………..45
3.2.3 Метод трехэлектродной ячейки для исследования фотокаталитичеких
свойст оксида меди…………………………………………………………………47
Глава 4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение…………………………………………………………………53
4.1 Концепция проекта ……………………………………………………………54
4.1.1 Экспертная оценка методов получения……………………………………..55
4.1.2 SWOT-анализ……………………………………………………………….57
4.1.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации…………………………59
4.2 Инициация проекта и разработка устава научно-технического проекта ..60
4.2.1 План проекта (диаграмма Ганта)…………………………………………..60
4.2.2 Бюджет исследования………………………………………………………..62
4.2.3 Организационная структура проекта……………………………………..66
4.2.4 Матрица ответственности…………………………………………………..66
4.3 Оценка ресурсоэффективности исследования………………………………68
Глава 5. Социальная ответственность…………………………………………….70
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности……71
5.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства ……………..71
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны…………..71
Среди большого количества функциональных наноматериалов объектом
исследования был выбран наноразмерный порошок оксида меди CuO,
представляющий большой интерес вследствие наличия комплеса особых
свойств, а также многочисленных практических применений.
Оксид меди представляет собой полупроводниковый металл с
уникальными оптическими, электрическими и магнитными свойствами, он
используется в печатной электронике, для придания медицинским материалам
биоцидных свойств, в технологии изготовления ячеек для солнечных батарей, в
литиевых батареях, фотохимическом расщеплении воды, газочувствительных
элементах. Наноразмерные соединения оксида меди могут быть получены
разными методами, например, высокотемпературный процесс окисления,
электрический взрыв проводников, электролиз Cu с использованием
переменного тока промышленной частоты. В НИ ТПУ разработан метод
плазмодинамического синтеза на основе импульсного сильноточного
коаксиального магнитоплазменного ускорителя (КМПУ), с помощью которого
возможно получение нанодисперсного CuO. Преимущества данного метода
следующие: возможность реализации процесса в течение короткого
промежутка времени, высокие достигаемые температуры и, соответственно,
высокие скорости охлаждения.
Целью диссертационной работы является получение ультрадисперсного
оксида меди плазмодинамическим методом синтеза, обладающего
фотокаталитическими свойствами для получения водорода.
Для достижения поставленной цели в работе выдвинуты следующие
задачи:
1. Синтезировать мелкодисперсный порошок оксида меди
плазмодинамическим методом.
2. Изучить фазовый состав, а также микроструктуру полученного
образца.
3. Исследовать фотокаталитические свойства нанопорошка.
Последние выполненные заказы
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!