Использование прекурсоров в золь-гель методе
Автор: Загребельная Алёна Игоревна
Рубрика: 3. Химия
Опубликовано в
VII международная научная конференция «Исследования молодых ученых» (Казань, февраль 2020)
Дата публикации: 15.01.2020
Статья просмотрена: 229 раз
Библиографическое описание:
Загребельная, А. И. Использование прекурсоров в золь-гель методе / А. И. Загребельная. — Текст : непосредственный // Исследования молодых ученых : материалы VII Междунар. науч. конф. (г. Казань, февраль 2020 г.). — Казань : Молодой ученый, 2020. — С. 1-3. — URL: https://moluch.ru/conf/stud/archive/361/15590/ (дата обращения: 16.12.2024).
Универсальность золь-гель технологий позволяет контролировать текстуру, состав, однородность и структурные свойства твердых веществ и делает возможным производство индивидуальных материалов, таких как дисперсные металлы, оксидные катализаторы и химически модифицированные носители.Настоящая статья будет о золь-гель методе алкоксида.
Ключевые слова: золь-гель процесс, алкооксид, прекурсор.
Золь-гель обработка для синтеза стекла, стеклокерамики и керамики получила заметное внимание как в научных, так и прикладных целях; все важные встречи или конференции по керамике заслуживают раздела по этой теме, и многие семинары и конференции посвящены исключительно этой теме.
Существует два важных золь-гель процесса: алкоксидный [2] и коллоидный [3–5] методы; третий, промежуточный между другими, но пригодный только для силикатных систем и основанный на химии аминосиликатных растворов, был недавно повторно предложен [3].
Золь-гель процесс, является одной из наиболее быстро развивающихся областей химии материалов, представляет собой метод подготовки материала реакцией органических предшественников при комнатной температуре.
Этот метод основан на химии алкоксидов: они действительно являются наиболее важными и типичными предшественниками; поэтому их природа, свойства, реакции, производство и доступность будут рассмотрены в дальнейшем, чтобы дать общую картину тех пропорций и реакций, влияющих на Процесс подготовки и определения характеристик продукта.
Интересный факт: «Предшественниками золь-гель препаратов являются не только алкоксиды». Неорганические и органические соли также использовали для введения некоторых оксидов в многокомпонентные системы, особенно когда применение алкоксидов оказалось трудным или ненужным.
Алкоксиды — это соединения, в которых элементы связаны с углеводородным фрагментом через кислород.
Их рассматривают как производные спиртов или производные гидроксидов металлов или неорганических кислот. Эти соединения следует называть ортоэфирами: это касается алкоксидов кремния, бора, фосфора.
Алкоксипроизводные проявляют большое разнообразие физических свойств, начиная от твердых нелетучих соединений, таких как алкоксиды сильно электроположительных металлов, до низколетучих полимерных соединений, таких как алкоксиды более тяжелых многовалентных элементов, до летучих мономерных ковалентных жидкостей, таких как алкоксиды более легких переходных элементов. Среди множества физических свойств, степень олигомеризации или полимеризации, летучесть и вязкость представляются наиболее интересными для золь-гель технологии.
На вязкость влияют длина цепи и разветвленность алкильных групп, а также степень молекулярной ассоциации. Кажется очевидным, что высокополимеризованные продукты должны быть более вязкими, чем мономерные или олигомерные молекулы меньшего размера, однако, трудно выработать общее правило для учета различных значений вязкости олигомерных частиц: таким образом, группа ученых [15] сообщили, что вязкости алкоксидов этила, пропила, бутила и трет-бутилтитана составляли 0,44, 1,61, 0,62 и 0,035 Р, соответственно.
1.1 Степень олигорнеризации / полимеризации
Молекулярная организация алкоксидов является важнейшей особенностью, которая влияет на многие физические и химические свойства этих. Степень олигомеризации или полимеризации может вызывать различия в обработке многокомпонентных систем, например, влияя на гомогенность на молекулярном уровне; косвенное влияние возникает из-за изменений других параметров, важных для процесса, таких как кинетика реакции и физические свойства (растворимость, летучесть, вязкость).
1.2 Неалкоксидные прекурсоры
Золь-гель процесс, включающий реакции гидролиза и поликонденсации, также называется «алкоксидным методом» из-за природы исходных химических веществ [4].
Другие соединения были и в настоящее время используются вместе с алкоксидами для введения некоторых элементов в многокомпонентные оксидные системы. Причинами такого выбора обычно являются ограниченная растворимость в спирте некоторых алкоксидов, более низкая стоимость неорганических солей ввиду широкомасштабного применения процесса
Нитраты использовались главным образом для введения элементов группы I и II, поскольку соответствующие алкоксиды проявляют ограниченную растворимость в их исходных спиртах.
Соли или комплексы карбоновых кислот являются часто используемыми прекурсорами, подходящими для золь-гель процессов. Эти соединения достаточно хорошо известны и широко доступны для большинства элементов [5]. Химические свойства карбоксилатных солей могут способствовать реакции гидролиза с появлением гидроксидов и свободной кислоты.
Литература:
- S. Sakka and K. Kamiya, J. Non-Cryst. Solids 42–1980.
- D. C. Bradley, R. C. Mehrotra and D. P. Gaur, Metal A1koxides — 1978.
- Шилова О. А. Золь-гель технология микро- и нанокомпозитов. — М: Лань, 2013.
- Шабанова Н. А.,Саркисов П. Д. Золь-Гель Технологии. Нанодисперсный Кремнезем. — М: Лаборатория знаний, 2015.
- J. D. Mackenzie, in: Science of ceramic chemical processing, eds. L. L. Hench and D. R. Ulrich. — John Wiley & Sons, New York, 1986.
- Kirk-Othemer.Encyclopedia of Chemical Technology — John Wiley & Sons, New York, 1979.
- N. M. S. Cullinane, J. Chard, G. F. Price, B. B. Millward and G. Langlois, J. Appl. — Chem. 1, 1951.
Ключевые слова
золь-гель процесс, алкооксид, прекурсорПохожие статьи
Галохромное медицинское покрытие с включением природных антоцианов
Благодаря уникальным характеристикам волокон, содержащих различные супрамолекулярные структуры, текстильные материалы находят применение в качестве матриц для изготовления биосенсоров. Натуральные экстракты, содержащие антоцианы, могут быть включены ...
Исследование некоторых свойств цементов с тонкодисперсной добавкой
В данной работе рассматривается возможность использования тонкодисперсных минеральных порошков при создании композиционных вяжущих. Исследовались цементные системы при введении в них добавки Микродур. Показано, что введение добавки значительно улучша...
Исследование возможности переработки нестандартного кожевенно-мехового сырья и отходов производств
В данной статье приведён метод двухфазной обработки кожевенно-мехового сырья, образующиеся отходы при котором (в частности, коллаген), имеют более высокие физико-механические показатели и могут использоваться впоследствии в различных отраслях экономи...
Эпидермальная электроника. Материалы, механика и стратегии проектирования
В статье рассматривается класс электронных систем, которые имеют толщину, эффективные модули упругости, изгибные жесткости и плотности, соответствующих эпидермису. Полученные результаты демонстрируют, что в отличие от традиционных технологий на основ...
Послойная трехмерная печать на основе полиамид-имида
В статье рассмотрены перспективы применения технологии послойной трехмерной печати полимерами, пригодной для промышленного производства деталей и агрегатов, изготавливаемых на данный момент преимущественно из металлов. Наиболее подходящим по свойства...
Иммерсионная цинкатная обработка алюминиевых изделий
Рассмотрены принципы иммерсионной обработки, подробно описана и теоретически обоснована технология иммерсионной цинкатной обработки алюминия, а также необходимость её применения и преимущества, предложен состав и режим работы раствора для имерсионной...
Термокаталитический крекинг как одна из перспективных технологии переработки тяжелой нефти
В данной статье рассмотрена перспективная технология переработки тяжелых нефтей и природных битумов как термокаталитический крекинг. А также представлены результаты переработки природных битумов нефтебитуминозных пород методом термокаталитического кр...
Свойства известкового композиционного вяжущего с применением синтезированных алюмосиликатов
Показано, что синтезированные алюмосиликаты в известковых композициях можно применять как добавку, регулирующую структурообразование. Приведены сведения о режимах синтеза алюмосиликатов.
Исследование дацита в качестве сырья для получения геополимеров
В статье рассматривается влияние дисперсности горной породы (дацита) и дозировки добавки шлака на прочность и плотность геополимерного вяжущего. В результате исследований получено вяжущее, которое может найти применение в качестве альтернативы портла...
Технология производства битумов, пригодных для получения конкурентоспособного рубероида, на основе госсиполовой смолы
В данном материале приводятся результаты физико-химических и технологических исследований по разработке битума госсиполовой смолы-отхода масложировых комбинатов, а также возможности использования его для производства рубероида с улучшенными физико-ме...
Похожие статьи
Галохромное медицинское покрытие с включением природных антоцианов
Благодаря уникальным характеристикам волокон, содержащих различные супрамолекулярные структуры, текстильные материалы находят применение в качестве матриц для изготовления биосенсоров. Натуральные экстракты, содержащие антоцианы, могут быть включены ...
Исследование некоторых свойств цементов с тонкодисперсной добавкой
В данной работе рассматривается возможность использования тонкодисперсных минеральных порошков при создании композиционных вяжущих. Исследовались цементные системы при введении в них добавки Микродур. Показано, что введение добавки значительно улучша...
Исследование возможности переработки нестандартного кожевенно-мехового сырья и отходов производств
В данной статье приведён метод двухфазной обработки кожевенно-мехового сырья, образующиеся отходы при котором (в частности, коллаген), имеют более высокие физико-механические показатели и могут использоваться впоследствии в различных отраслях экономи...
Эпидермальная электроника. Материалы, механика и стратегии проектирования
В статье рассматривается класс электронных систем, которые имеют толщину, эффективные модули упругости, изгибные жесткости и плотности, соответствующих эпидермису. Полученные результаты демонстрируют, что в отличие от традиционных технологий на основ...
Послойная трехмерная печать на основе полиамид-имида
В статье рассмотрены перспективы применения технологии послойной трехмерной печати полимерами, пригодной для промышленного производства деталей и агрегатов, изготавливаемых на данный момент преимущественно из металлов. Наиболее подходящим по свойства...
Иммерсионная цинкатная обработка алюминиевых изделий
Рассмотрены принципы иммерсионной обработки, подробно описана и теоретически обоснована технология иммерсионной цинкатной обработки алюминия, а также необходимость её применения и преимущества, предложен состав и режим работы раствора для имерсионной...
Термокаталитический крекинг как одна из перспективных технологии переработки тяжелой нефти
В данной статье рассмотрена перспективная технология переработки тяжелых нефтей и природных битумов как термокаталитический крекинг. А также представлены результаты переработки природных битумов нефтебитуминозных пород методом термокаталитического кр...
Свойства известкового композиционного вяжущего с применением синтезированных алюмосиликатов
Показано, что синтезированные алюмосиликаты в известковых композициях можно применять как добавку, регулирующую структурообразование. Приведены сведения о режимах синтеза алюмосиликатов.
Исследование дацита в качестве сырья для получения геополимеров
В статье рассматривается влияние дисперсности горной породы (дацита) и дозировки добавки шлака на прочность и плотность геополимерного вяжущего. В результате исследований получено вяжущее, которое может найти применение в качестве альтернативы портла...
Технология производства битумов, пригодных для получения конкурентоспособного рубероида, на основе госсиполовой смолы
В данном материале приводятся результаты физико-химических и технологических исследований по разработке битума госсиполовой смолы-отхода масложировых комбинатов, а также возможности использования его для производства рубероида с улучшенными физико-ме...