Введение к работе
Актуальность проблемы. Способность различных соединений металлов при нагревании в присутствии воды разлагаться с образованием высокодисперсных оксидных препаратов служит основой использования их термогидролиза для синтеза нано- и микропористых материалов, сферических микро- и субмикрочастиц, других практически важных материалов. Такие материалы широко используют в качестве катализаторов, носителей катализаторов, наполнителей при производстве бумаги и некоторых видов резины, тепло- и электроизоляторов и т.д. В связи с этим актуально изучение термогидролиза галогенидов металлов, часто используемых в качестве прекурсора при получении дисперсных оксидных материалов.
Кроме того, представляет интерес изучение свойств продуктов термогидролиза галогенидов металлов, выяснение причин часто наблюдаемой анизотропии форм частиц, возникающих при термогидролизе в изотропных условиях. Особый интерес представляет подбор условий, при которых можно направленно менять форму и размер частиц получаемых препаратов и некоторые другие их свойства. Хлорид алюминия, широко используемый в химическом производстве, служит хорошим примером вещества, характеризующегося низкой температурой сублимации (180С) и легко взаимодействующего с водой с образованием оксохлоридных фаз, при нагревании переходящих в оксид алюминия, ценный с практической точки зрения. Поэтому в данной работе галогениды алюминия были выбраны в качестве примера иллюстрации возможностей радионуклидной и морфологической диагностики термогидролиза галогенида металла.
Особый интерес представляет использование радионуклидов и высокоточных физико-химических методов исследования для выявления механизма и свойств продуктов термогидролиза таких галогенидов. Это обусловлено высокой точностью метода радиоактивных индикаторов и возможностью точного их распределения в гетерофазных системах. Морфологический же контроль получаемых препаратов позволяет изучить эволюцию формы и свойств частиц на разных стадиях взаимодействия галогенида металла с водой и выявить зависимость свойств продукта от условий проведения эксперимента.
Цель работы - анализ возможности использования метода радионуклидной диагностики (включая метод позитронной дефектоскопии) в сочетании с другими физико-химическими методами для выяснения механизма термогидролиза летучих галогенидов металлов и установление особенностей строения и свойств образующегося при термогидролизе твердого продукта. Выявление на примере термогидролиза хлорида алюминия связи свойств образующегося твердого продукта со свойствами исходного галогенида и условиями проведения процесса.
Объекты исследования - летучие галогениды металлов: АІСЬ, АШгз, Allj, Z1CI4, СгСІз, FeCb, GaC^, Мо02Вг2 и продукты их термогидролиза.
Научная новизна
Показана возможность выявления по данным радионуклидно-морфологического анализа механизма термогидролиза галогенида металла и получения твердого продукта термогидролиза в виде сложно текстурированных частиц. Обнаружено направленное текстурирование аморфных частиц оксида алюминия, приводящее к получению механически устойчивых при обычных условиях трубчатых частиц.
3 , , -. ,
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БНБЛНОЇЕКА
III. *
Практическая значимость работы:
Результаты работы важны для направленного получения дисперсных оксидных материалов за счет термогидролиза хлоридов металлов Получен и охарактеризован новый материал, состоящий из трубчатых частиц на основе оксида алюминия. Этот материал может найти применение как носитель катализаторов, как тепло- и электроизоляционный материал в миниатюрных устройствах.
Апробация работы. Результаты работы доложены на Международной конференции «Кристаллизация в наносистемах» (Иваново, 2002), на Международном симпозиуме «Порядок, беспорядок и свойства оксидов ODPO-2002» (Сочи, 2002), на Международном симпозиуме «Порядок, беспорядок и свойства оксидов ODPO-2003» (Сочи, 2003), на научной сессии МИФИ (2004), на IV Всероссийской конференции молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Саратов, 2003), на Международной конференции «Функционализированные материалы: синтез, свойства и применение» (Киев, 2002), на Ш научной школе-семинаре «Актуальные проблемы современной неорганической химии и материаловедения» (Дубна, 2002), на Международных конференциях студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов - 2001, 2002, 2003, 2004», а также на научной конференции МГУ «Ломоносовские чтения - 2001».
Публикации. Материалы диссертационной работы опубликованы в 28 работах, в том числе в 8 статьях в российских научных журналах и в тезисах 20 докладов на международных и всероссийских конференциях.
Вклад автора в разработку проблемы. В основу диссертации положены результаты научных исследований, выполненных непосредственно автором в период 2000-2004 гг. Работа выполнена в лаборатории гетерогенных процессов кафедры радиохимии химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова при поддержке РФФИ (гранты 00-03-32644-а, 02-03-33176-а, 02-03-06174-мас и 03-03-06563-мас).
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 191 страницах машинописного текста, иллюстрирована 60 рисунками и 18 таблицами. Работа состоит из введения, трех глав (обзор литературы, экспериментальная часть, обсуждение результатов), выводов, списка цитируемой литературы, который содержит 334 ссылки, и приложения.
