Nanopórusos anyagok - Bemutató Online
1. nanoporőzus anyagok
Befejezett: diák
c. 5310
Pipich Alexander
2. Definíció
• nanoporőzus anyag (Eng. Nanoporőzus
anyagot (Engl nanopórusos anyagot.) - anyaga
pórusokat tartalmazó, amelynek méretei a
nanoméretű (
1-100 nm).
• A kifejezés arra utal, hogy a
speciális anyagi jellemzők (szenzoros,
adszorpció, katalitikus és a diffúzió
et al.) jelenlétével kapcsolatos a nanopórusok. by nanoporistym
anyagok tudható legtöbb
ismert membránok, adszorbenseket, katalizátorokat.
meghatározás
nanoporőzus
ANYAGOK
térfogat-
anyagok
membránok
5. nanopórusos membránok
• Membrán (Eng. Membran)
- partíció elválasztó a két
folyékony vagy gáz-halmazállapotú fázisban,
nyújtó alatt
szelektív hajtóereje
átadása komponensei ezen fázisok.
• A molekuláris szűréssel vagy
membránszűrés (Eng.
molekuláris szűrés) - folyamat
elválasztására különböző anyagok
molekulaszitán hatása
membránok alkalmazásával, amelynek
pórus mérete arányos a
molekulamérete anyagok.
nanoporőzus
membrán
6. töltetek
• A megkülönböztető jegye a tömeges nanopórusos
anyagok a nagy terület
felületük van, ami a katalizátor és a
szorpciós tulajdonságait. A fajlagos felülete
anyagokat általában nagyságrendileg több száz négyzetméter
grammonként.
ömlesztett anyagok
• Az IUPAC (International
Kémiai Unió) minden porózus anyagok
osztva 3 osztály.
nanopórusos anyagok
mikrocellás (R <2 нм)
mezopórusos (2
8. A mikropórusaiban
(Engl mikropórusok.) - pórusátmérő
kevesebb, mint 2 nm.
A mikroporózus felszíni rendszerek óriási, ez
Ez elérheti ezer négyzetméter grammonként. K
mikroporózus anyagok közé tartozik az aktivált
szénatom, szilikagélek, zeolitok, bizonyos típusú agyagot és másokat.
Közelsége miatt a pórusok falai adszorpciós minták
mikropórusaiban nagyon különböznek adszorpciós sík
felület vagy a nagy pórusokat.
mikropórusaiban
9. mezopórusokban
• mezopórusok (Engl mezopórusok.) - pórusmérete 2-50 nm.
• izolálása területének pórusok egy külön csoport, melynek
hogy mi a pórusokat ekkora zajlik
kapilláris kondenzáció mérhető
(Kondenzvízzel parciális nyomása kisebb, mint a nyomás
telített gőz). Oxidok tartalmazhat mezopórusokban
szilícium, alumínium, cirkónium, szén-anyagok,
alumínium-szilikátok és mtsai. Mezopórusos anyagok
Ezek nagy gyakorlati jelentősége, mint szorbenseken
és hordozók katalizátorok.
mezopórusokban
10. Az makropórusokkal
• makropórusokkal (angol makropórusoknak.) - pórusok nagyobb átmérőjű
50 nm.
• Ezzel szemben a kisebb mezopórusokat hogy makropórusoknak nem
kapilláris kondenzáció bekövetkezik, és az izotermák
makroporózus adszorpciós rendszerek nincs hiszterézis.
A fajlagos felület makropórusos
és kis mennyiségben több téren
méter per gramm mintában. Ők játszanak szerepet a közlekedés
csatornák szabad mozgásának biztosítását adszorbeátum
vagy reagensek (reakciótermékek) belül a porózus test.
makropórusokkal
12. Jelentkezés
• Alkalmas mind nanopórusos anyagok
diffúziós Gázkeverékek szétválasztására és
elhelyezés és stabilizálása nanorészecskék
alkalmassága (szubsztrát
katalízis sugárzók, érzékelők, stb.) használják őket
létrehozni membránok, szűrők, molekulasziták,
szorbenseken.
kérelem
13. Sorbents
• Szorbens - szilárd vagy folyékony szelektíven abszorbeáló
(Szorbeáló) a környezeti gázok, gőzök vagy oldott
anyagokat.
• jellegétől függően a szorpciós megkülönböztetni abszorbensek - test,
alkotó az elnyelt folyékony anyag vagy egy szilárd oldat;
adszorbens - a test, koncentrálva az anyag felületén, és
Kémiai abszorberek, amelyek kötődnek az abszorbeált anyag belépő
vele egy kémiai reakcióban. A legfontosabb a szilárd szorbensek -
aktív szén, szilícium-dioxid, alumínium-oxid, zeolitok, ioncserélő
gyanta. Jellemzően a hatékony adszorpciós szilárd adszorbens
kell a magas értékek a fajlagos felület, amely
szorbens struktúra tartalmazhat mikro- és mezopórusok. Eltekintve a nagy
affinitást mutatnak a komponens keverék, a szelektivitás itt keverékei különböző
szereket is szolgáltathatja egy molekulaszűrő hatású.
szorbenseken
15. A molekulaszűrő hatás
• A hatás molekuláris sitovoy- hatását, amely a különböző
a rendelkezésre álló belső teret porózus anyagok molekulák
eltérő nagyságú.
• A molekulaszűrő hatás figyelhető meg a porózus anyagok
pórusmérete hasonló a molekulák méretét. több különálló
típusú molekulaszita hatást. Ha a különbség a diffúzió sebességét
a különböző molekulák a pórusok belsejében, elsősorban az méretbeli különbség
ezek a molekulák arra utal, hogy a molekulaszita hatás
szelektív anyagátadási. Egy másik eset a molekulaszita
szelektivitás hatás egy formája, amely egy megnyilvánulása
hogy a pórusok belsejében a kémiai reakciók során is képződik
Csak azok a molekulák, amelyek a méret az átmenet kevésbé bonyolult
pórusméret. A molekulaszűrő hatású létre számos eljárás
szelektív adszorpcióval, katalízis, a membrán elválasztás, stb
Molekulaszűrő
hatás
16. referenciapélda
• Feldolgozási módszerek termelnek nanopórusos anyagok
nagyon változatos: hidrotermális szintézissel, szol-gelprotsessy, elektrokémiai módszerek, klór- kezelési
karbid anyagok és mások. Különböző méhsejt szerkezetek
Ez a kombináció standard litográfiai technikák
(Mintázat jövőben rács) alkáli maratással,
anódos oldódás, az oxidációs-redukciós, és így tovább. d.
• Ha polimereket feldolgozó dielektrikumokon és félvezetők
nagy energiájú ionok képződnek úgynevezett
ion pályák nanométeres, ami lehet
létrehozásához használt nanoszűrővel.
vétel
17. előállítás a pórusos szilícium
• A hagyományos eljárás egy porózus szilícium
elektrokémiai maratása monokristályos szilícium ostyák (c-Si) a
etanolos hidrogén-fluorid oldatot HF. Amikor a pozitív potenciál
egy szilícium elektród (anód) áramlási többlépéses reakcióban
oldódási és helyreállítási szilícium. Egy második elektród (katód) rendszerint
platina-lemez alkalmazunk. Egy megfelelő megválasztása sűrűség
elektromos áram felületén a c-Si van kialakítva porózus
réteg.
• Si felület amelyek vizes oldatok telített HF
hidrogén és válik kémiailag inert képest az elektrolit.
Ha az elektródák alkalmazni potenciális különbség, a lyukat a szilícium
lemez elkezdenek vándorolni, hogy a felület szilícium-elektrolit határfelület.
Így Si atomok szabadulnak fel a reteszelő hidrogénatom, kezdődik
kölcsönhatásba az ionok és az elektrolit molekulák és oldatba mennek.
Előállítása porózus
szilícium