Диссертация на тему «Алюминий, активированный сплавами галлия: получение и химические свойства галлия свойства» автореферат по специальности ВАК 02. Гидротермальное окисление алюминия 1. Использование водных растворов щелочей при реакции окисления порошков алюминия 1. Активация алюминия низкотемпературными жидкими металлическими сплавами на основе галлия 1. Механохимическая активация алюминия Введение диссертации часть химические свойства галлия На тему "Алюминий, активированный сплавами галлия: получение и физико-химические свойства" В последнее десятилетие среди ученых и общественности резко возрос интерес к альтернативным источникам энергии, способным, если и не полностью, то хотя бы частично заместить на энергетическом рынке химические свойства галлия, ископаемые источники энергии. Рассматривается большое число вариантов такого замещения, среди которых не последнее место занимает водородная энергетика. Однако, поскольку водород является вторичным источником энергии, т. Но и само потребление водорода представляет не менее сложную задачу, решение которой обычно связывают с разработкой низко- и среднетемпературных топливных элементов, рассматриваемых в разделах электрохимии. К настоящему времени известно несколько предложений по химические свойства галлия сырьевых задач, но ни одно из них не удовлетворяет требованиям, сформулированным всеми заинтересованными сторонами, что в существенной степени обусловлено такими свойствами водорода, как малая плотность, высокая текучесть, низкая температура сжижения и затвердевания, недостаточно высокая химическая активность химические свойства галлия, в то же время, крайне высокая пожаро- и взрывоопасность. Одновременное решение всех трех вышеобозначенных сырьевых задач может быть достигнуто химические свойства галлия пути разработки методов « химические свойства галлия водорода в латентной форме и последующем его выделением непосредственно на месте потребления. Под латентной формой хранения мы понимаем некий химический или физико-химический процесс, запуск которого приводит к получению водорода. Например, электролиз воды, и в этом случае « хранилищем» водорода является электрический ток, или чисто химические процессы, например процессы окисления металлов протонсодержащими веществами, прежде всего водой. Очевидно, что метод получения водорода электролизом не решает всех трех задач, поскольку осуществление этого процесса требует подвода электроэнергии к месту потребления водорода и в этом случае его производство становится бессмысленным, либо организации доставки газа от места производства к потребителю, что сразу же возвращает решение задачи к исходным позициям. Таким образом, водород, получаемый электролизом, не может рассматриваться как альтернативный источник электрической энергии, хотя он достаточно эффективно используется в качестве топлива для ракетных двигателей или в небольших химических производствах, в которых его стоимость не является определяющей. В то же время реализация реакции окисления некоторых металлов водой принципиально без учета стоимости решает все поставленные задачи - получения, хранения и безопасной транспортировки химические свойства галлия, но в « связанном» виде, к месту потребления. Вполне очевидно, что наиболее эффективным является использование легких непереходных металлов, из которых реальными и применимыми в качестве генераторов водорода являются « концентраторы электричества» — магний и алюминий. Это, однако, не означает, что данные металлы могут химические свойства галлия базой для создания новой отрасли энергетики - металлоэнергетики. С нашей точки зрения, в настоящее время, комбинацию этих металлов с водой можно будет выгодно использовать только в качестве источников водорода для питания мобильных устройств или резервных энергоблоков, используемых в чрезвычайных ситуациях. К тому же алюминий не химические свойства галлия дешевле магния, но является и самым распространенным металлом в земной коре, вследствие чего более предпочтителен для технологического применения в качестве восстановителя в реакции с водой. При этом 15,5 Химические свойства галлия выделится дополнительно в виде тепла, т. Но эти расчеты не учитывают того, что производство водорода по реакции окисления алюминия' водой полностью исключает дорогостоящие и потенциально опасные операции, связанные с хранением и транспортировкой газообразного водорода, и того, что оксид алюминия уже в виде сырья возвращается в производственный цикл. Все эти обстоятельства могут явиться определяющими при разработке ТЭО для мобильных и портативных устройств. К сожалению, прямое окисление алюминия водой при стандартных условиях невыполнимо из-за мгновенного образования химические свойства галлия его поверхности оксидной пленки. Применение же высокотемпературных методов окисления металла еще более снижает экономическую эффективность его использования. Вследствие этого возникает проблема поиска методов активации алюминия, которые бы позволили провести его окисление в обычных условиях. Из известных способов активации алюминия, связанных с разрушением плотного и прочного слоя оксида, особого внимания заслуживает метод галламирования взаимодействие алюминия с эвтектиками и сплавами на основе галлия — химические свойства галлияприводящий к охрупчиванию металла вследствие действии эффекта Ребиндера, и способ его механохимической активации, при котором происходит не только измельчение материала, но изменение его структурных, химических и физико-химических свойств. Целью химические свойства галлия работы явилась разработка метода активации алюминия, который обеспечивал бы заданную скорость выделения водорода при окислении металла водой в обычных условиях с чистотой, достаточной для питания водородного топливного элемента. В соответствии с целью работы были поставлены следующие конкретные задачи: 1 разработка галлиевых сплавов, активирующих металлический алюминий в условиях слабо- и высокоэнергетического механического воздействия СЭВ и ВЭВ, соответственно ; химические свойства галлия изучение микроструктуры и элементного химические свойства галлия активированного алюминия; 3 определение кинетических параметров реакции окисления активированного алюминия водой. Установление зависимости реакционной способности алюминия по отношению к воде от способа активации, количества и состава галламы, дисперсности порошка алюминия, температуры реакции, солевых или щелочных добавок к окислителю, а также микроструктуры исходного алюминия; 4 изучение фазового состава продуктов реакции активированного алюминия с водой и определение чистоты образующегося водорода; 5 применение полученных материалов для генерации водорода химические свойства галлия портативных мобильных устройствах. Научная новизна - оптимизированы составы и определены свойства наиболее эффективных в процессе активации алюминия галлам; - впервые разработан двухстадийный способ активации алюминия, заключающийся в последовательной обработке металла галламами в условиях слабо- и высокоэнергетического механического воздействия; - впервые найдено, что на поверхности порошков активированного алюминия, полученных при СЭВ, находится слой жидкой галламы, который распределяется по всему объему образца при его последующей химические свойства галлия обработке в условиях ВЭВ; - обнаружено, что активация алюминия с применением ВЭВ позволяет увеличить скорость реакции окисления химические свойства галлия 2 порядка по сравнению с образцами, полученными при СЭВ; - впервые показано, что растворы нейтральных солей и щелочей ингибируют реакцию окисления активированного алюминия; - обнаружено, что образцы алюминия, активированного в условиях ВЭВ, в течение 2-х месяцев сохраняют свои водородгенерирующие свойства при их хранении на воздухе в обычных условиях; - найдено, что разработанный метод активации алюминия позволяет снизить температуру образования бемита у-АЮОН с 100-120 °С до 40-45 °С. Практическая ценность работы Разработана методика получения активированного алюминия. Данный материал, обладающий высокой скоростью взаимодействия с водой при комнатной температуре, был использован в качестве химические свойства галлия водорода в микрогенераторах, питающих водородно-воздушные топливные элементы. Апробация диссертационной химические свойства галлия Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались химические свойства галлия следующих конференциях: - конференция молодых ученых «Реология и физико-химическая механика гетерофазных систем», Карачарово, 2007; - the 2-nd world congress of young scientists on hydrogen energy systems, Turin, Italy, 2007; - IV и V Российские конференции «Физические проблемы водородной энергетики», Санкт-Петербург, 2007 и 2009 гг. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав обзор литературы; методическая часть; результаты их обсуждение; практическое применение активированного алюминиявыводов и списка используемой литературы 93 наименования. Работа изложена на 111 страницах текста и содержит химические свойства галлия рисунков, 20 таблиц. Предложены химические свойства галлия сплавов на основе галлия, наиболее эффективных в активации алюминия, мас. Изучена микроструктура и элементный состав активированного алюминия и найдено, что поверхность порошка алюминия, полученного при СЭВ, покрыта слоем жидкой галламы. Дополнительная обработка в высокоэнергетической мельнице ВЭВ ведет к исчезновению жидкого поверхностного слоя за счет перераспределения компонентов активирующего сплава химические свойства галлия обогащения индием межзеренных границ алюминия. Показано, что применение метода ВЭВ позволяет повысить скорость реакции окисления порошков алюминия водой на два порядка по сравнению с образцами, полученными при СЭВ. Установлено, что максимальной эффективностью при активации алюминия обладают галламы, содержащие олово. Химические свойства галлия, что солевые и щелочные добавки к воде за исключением кислого бисульфата калия ингибируют реакцию химические свойства галлия. Показано, что алюминий, активированный в условиях ВЭВ, в течение 2-х месяцев сохраняет свои водородгенерирующие свойства при его хранении на воздухе в обычных условиях, в то время как алюминий, полученный при СЭВ, теряет это свойство через 15-20 дней. При изучении фазового состава продуктов реакции обнаружено, что разработанный метод активации алюминия позволяет снизить температуру образования бемита у-АЮОН с химические свойства галлия °С до 40-45 °С. Впервые экспериментально показано, что применение активированного алюминия в качестве материала для получения чистого водорода обеспечивает работоспособность водородных топливных элементов мощностью 1-5 Вт. Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Илюхина, Анастасия Владимировна, 2010 год 1. Строение и химические свойства галлия адсорбентов и катализаторов. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. Диаграммы состояния двойных металлических систем. In situ investigation of liquid Ga penetration in A1 bicrystal grain boundaries: grain boundary wetting or liquid metal embrittlement? Математическая обработка физико-химических данных. Методическая разработка для спецпрактикума к курсу лекций «Физико-химические методы анализа материалов». Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций OCR. В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет. Научная электронная библиотека disserCat — современная наука РФ, статьи, диссертационные исследования, научная литература, химические свойства галлия авторефератов диссертаций. ООО "Научная электронная библиотека", г.

Смотрите также: