Технологія синтезу кисеньвмістних з'єднань кобальту з використанням контактної нерівноважної низькотемпературної плазми
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2018.45.28Ключові слова:
кобальт, оксиди, нанорозмірні сполуки, плазма, рідке середовище, технологіяАнотація
Ціль даного дослідження є аналіз технології синтезу кисневих з'єднань кобальту з використанням контактної нерівноважної низькотемпературної плазми та виявлення напрямків до її подальшого вдосконалення. Об'єктом даного дослідження був процес отримання оксидних частинок кобальту з використанням контактної нерівноважної плазми зниженого тиску при обробці рідкого середовища. Для виявлення особливостей даного процесу з точки зору отримання оксидних порошків проводився технічний аудит. Дослідження проводилося з використанням лабораторного обладнання і програмних модулів пакета HSC Chemistry 5.11. Для знаходження попередніх умов формування міжфазних меж користувалися діаграмами в координатах потенціал Е-pH водного середовища (діаграми Пурбе). Виявлено, що в залежності від початкового стану Co(OH)2 у воді, долі кисню у вмісті осадів може змінюватися. При цьому, додавання перекису водню призводило до зменшення долі гідроокисних з’єднань у осадах. Рентгенографічний аналіз виявив наявність серед сухих осадів CoO, CoOOH, Co3O4, Co(OH)2-β, Co. Розраховано, що розміри частинок лежать в діапазоні 10 - 110 нм. Мікрофотографії підтверджують відповідність цих розрахунків дійсності. На якість осаду впливають такі чинники: щільність струму і концентрація аніонів, температура процесу. Зростання температури збільшує коефіцієнт дифузії, але вимагає більш високої щільності струму для отримання порошку. Виявлено, що зменшення шару рідини сприяє збільшенню виходу оксидних сполук. Результати аналізу дозволяють зробити висновок про те, що при використанні технологій плазмохімічної обробки рідких середовищ для отримання сполук ультра-і нанорозмірного характеру виникає необхідність вибору параметрів, що є оптимальними для даного процесу. Результати аналізу дозволяють зробити висновок про те, дану технологію можна покращити за рахунок контролю вхідного рН розчину; використання відпрацьованого розчину в ємності з вихідним розчином для його підкислення; доопрацювання реакторного блоку з метою проведення обробки розчину в плівковому або близькому до нього режимі; вибору раціональних параметрів сушіння осадуПосилання
Kobal'ta oksyd. Available at: http://www.profhimpostavka.ltd.ua/cobalta-okis/index.html.
Ershov, B. G. Nanochastitsy metallov v vodnyh rastvorah: elektronnye, opticheskie i kataliticheskie svoistva. Rossiiskii himicheskii zhurnal, 2001, XLV, 3, 20-30.
Pieters, B., Andrieux, G., Eloy, J. C. The impact of microtechnologies on chemical and pharmaceutical production processes. Chemical Engineering and Technology, 2007, 30 (3), 407-409, doi: 10.1002/ceat.200600315.
Pileni, M. P. Reverse micelles used as templates: a new understanding in nanocrystal growth. J. Exp. Nanosci, 2006, 1, 1, 13-27.
Bruggeman, P. Plasmas in and in contact with liquids: a retrospective and an outlook. Journal of Physics D: Applied Physics. The 2012 Plasma Roadmap, 45, 25, 253001, doi:10.1088/0022-3727/45/25/253001.
Sergeyeva, O. V., Pivovarov, A. A. Factors influencing the nature of the plasma discharge with electrolyte cathode at a fixed pressure East European Journal of advanced technologies, 2015, 3/6 (75), 31-35, doi:10.15587/1729-4061.2015.44243.
Ivanova, N. D., Boldyrev, E. I., Stadnik, O. A. Electrochemical synthesis of nanostructured oxides of Cr, Mo, Co and their properties. Extras. National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, 2, 131-134.
Tronel, Fr., Guerlou-Demourgues, L., Goubault, L., Bernard P., Delmas, Cl. Study of the electro-oxidation of CoO and Co(OH)2 at 90 ◦C in alkaline medium. Journal of Power Sources, 2008, 179, 837-847.
Rahman, M. M., Wang, J., Deng, X., Li, Y., Liu, H. Hydrothermal synthesis of nanostructured Co3O4 materials under pulsed magnetic field and with an aging technique, and their electrochemical performance as anode for lithium-ion battery. Electrochimica Acta, 2009, 55, 2, 504-510.
Pivovarov, A. A., Kravchenko, A. V., Tishchenko, A. P., Nikolenko, N. V., Sergeeva, O. V., Vorob’eva, M. I., Treshchuk, S. V. Contact Nonequilibrium Plasma as a Tool for Treatment of Water and Aqueous Solutions: Theory and Practice. Russian Journal of General Chemistry, 2015, 85, 5, 1339-1350, doi:10.1134/S1070363215050497.
Sergeyeva, O. V., Pivovarov, A. A. Features oxygenated cobalt compounds derived plasma chemical treatment of aqueous solutions . Bulletin of NTU "KhPI". Series: New solutions in modern technologies. – Kharkiv: NTU "KhPI". 2016, 12 (1184), 176-180, doi:10.20998/2413-4295.2016.12.26.
Sergeyeva, O., Pivovarov, A. Determination of optimal parameters for the production of copper-containing particles during plasma-chemical treatment of aqueous solutions. Technological audit and production of reserves. 2017, 4/3 (36), 4-8, doi: 10.15587/2312-8372.2017.109145.
Garrels, R. M., Christ, C. L. Solutions, Minerals & Equilibria. – Jones & Bartlett Publishers, 1990, 464.
HSC Chemistry for Windows. Chemical Reaction and Equilibrium Software with extensive Thermochemical Database. Outotec Reseach Oy Information Servise, Finland. Available at: http://www.outotec.com/hsc.
Teslyuk, D. A., Vasyoha, M. V. Theoretical analysis sulphite precursor for the synthesis of fine powders of cobalt oxide (II), nickel (II) and copper (II). Kurnakovskoe X International Meeting on the physical and chemical analysis. Proceedings. Samara, Samara State Technical University, 2013, 74-79.
Lerner, M. I. Sovremennye tehnologii polucheniia nanorazmernyh materialov [Modern technologies for producing nanoscale materials]. Tomsk: TPU, 2008, 102.
##submission.downloads##
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
