Materiale nanoporoase - prezentare online

1. Materiale nanoporoase

Finalizat: student
c. 5310
Pipich Alexandra

2. Definiție

• Material nanoporos (nano-poros engleză)
material (material nanoporos englez) - material,

conținând pori, ale căror dimensiuni sunt incluse
la scară nanometrică (

1-100 nm).
• Termenul este folosit pentru a indica acest lucru
proprietățile specifice ale materialului (senzoriale,
adsorbție, catalitice, difuzie și
etc.) sunt asociate cu prezența nanoporilor. Pentru a nanoporous
Majoritatea materialelor pot fi
membrane cunoscute, sorbenți, catalizatori.
definiție

nanoporos
MATERIALE
volumetric
materiale
membrane

5. Membranele nanoporoase

• Membrană (membrană engleză)
- partiție care separă două
faze lichide sau gazoase,
furnizarea în cadrul acțiunii
forța motrice selectivă
transferă componentele acestor faze.
• Filtrarea moleculară, altfel
membrană de filtrare
filtrarea moleculară) este un proces
separarea diferitelor substanțe pentru
efect de sită moleculară
prin intermediul membranelor care au
dimensiunea porilor proporțională cu
dimensiunea moleculelor de substanțe.
nanoporos
membrană

6. Materiale în vrac

• Proprietatea distinctă a nanoporozei în vrac
materialele sunt zona lor mare
suprafață, care duce la catalizator și
proprietăți de sorbție. Suprafața specifică a acestora
materiale de obicei de ordinul a sute de metri pătrați
per gram.
Materiale volumetrice

• În conformitate cu nomenclatorul IUPAC (International
Uniunea Chimică) toate materialele poroase
sunt împărțite în 3 clase.
Materiale nanoporoase
microporos (R <2 нм)
mezoporos (2 macroporos (R> 50 nm)

8. Micropore

(Micropori englezi) - pori cu un diametru
mai puțin de 2 nm.
Suprafața sistemelor microporoase este enormă
poate ajunge la mii de metri pătrați pe gram. K
materialele microporoase sunt activate
cărbuni, geluri de silice, zeoliți, unele tipuri de argile etc.
Datorită proximității zidurilor de pori, regularitatea adsorbției în
microporii diferă brusc de adsorbția pe un apartament
suprafață sau în pori mari.
micropori

9. Mesopores

• Mesopore (mesopori englezi) - pori cu dimensiunea de la 2 la 50 nm.
• Alocarea acestei zone de pori unui grup separat se bazează pe
pe faptul că este în porii de această dimensiune că
Captarea condensului poate fi măsurată
(condensare la o presiune parțială sub presiune
saturat abur). Mesoporii pot conține oxizi
siliciu, aluminiu, zirconiu, materiale de carbon,
aluminosilicați etc. Materiale mezoporoase
sunt de mare interes în calitate de sorbenți
și purtători pentru catalizatori.
mezoporilor

10. Macropore

Macropores (macropores) - pori cu un diametru mai mare decât
50 nm.
• Spre deosebire de mezoporii mai mici, macroporele nu o fac
apare condensarea capilară și izotermele

adsorbția sistemelor macroporoase nu are o histereză.
Suprafața specifică a zonei macroporoase
materialele sunt mici și se ridică la câteva pătrate
metri pe gram de probă. Ei joacă rolul de transport
canale care asigură mișcarea liberă a adsorbatului
sau reactivi (produse de reacție) în interiorul corpului poros.
macropori

12. Aplicație

• Materialele nanoporoase sunt concepute pentru ambele
difuzia de separare a amestecurilor de gaze și pentru
plasarea și stabilizarea nanoparticulelor
scop funcțional (substraturi pentru
cataliză, emițători, senzori etc.)
pentru crearea de membrane, filtre, site moleculare,
ca sorbenți.
cerere

13. Sorbenți

• Sorbent - un solid sau lichid care absoarbe selectiv
(sorbind) din gazele de mediu, vaporii sau dizolvați
substanțe.
• În funcție de natura sorbției, absorbenții - corpuri,
formarea unei soluții solide sau lichide cu substanță absorbită;
Adsorbanții sunt corpuri care concentrează materia pe suprafața lor și
absorbanții chimici care leagă substanța absorbită
cu interacțiunea chimică. Cele mai importante sorbenți solizi -
cărbune activat, gel de silice, alumină, zeoliți, schimb de ioni
rășină. De regulă, pentru adsorbție eficientă, adsorbenți solizi
ar trebui să aibă valori de suprafață specifice ridicate, pentru care
structura sorbentului trebuie să conțină micro- și mesopore. În afară de mare
afinitate la componenta amestecului, selectivitatea adsorbției din amestecuri de diferite
substanțele pot fi de asemenea furnizate prin efectul sitălor moleculare.
sorbenți

15. Efectul sitei moleculare

• Efect, efect de sită moleculară, constând din diferite
accesibilitatea spațiului intern al materialelor poroase pentru molecule,
care diferă în funcție de dimensiune.
• Se observă efectul de sită moleculară pentru materialele poroase cu
dimensiunea porilor comparabilă cu dimensiunea moleculelor. Sunt mai multe
tipuri de efect de sită moleculară. Dacă diferența în rata de difuzie
molecule diferite în interiorul porilor se datorează în principal diferenței de dimensiune
din aceste molecule, se spune că efectul sitei moleculare este
în transferul de masă selectiv. Un alt caz de sită moleculară
efectul este selectivitatea în formă, manifestarea căreia este
în faptul că în interiorul porilor se pot forma reacții chimice
Numai acele molecule pentru care dimensiunea complexului de tranziție este mai mică
dimensiunea porilor. Efectul sitei moleculare se bazează pe un număr de procese
adsorbție selectivă, cataliză, separare cu membrană etc.
Sită moleculară
efectul

16. Primirea

• Metode tehnologice de obținere a materialelor nanoporoase
foarte diverse: sinteza hidrotermală, sol-gelprotsessy, metode electrochimice, tratarea cu clor
materiale de carbură, etc. Diverse structuri de tip fagure
sunt create printr-o combinație de tehnici standard de litografie
(desenarea unui desen al rețelei viitoare), gravarea alcalină,
dizolvarea anodică, reducerea oxidării, etc.
• La prelucrarea polimerilor, dielectricilor și semiconductorilor
ionii de înaltă energie formează așa-numitele
ion de dimensiuni nanometrice care pot fi
folosit pentru a crea nanofiltere.
recepție

17. Prepararea siliciului poros

• Modul tradițional de producere a siliciului poros este
gravarea electrochimică a plăcilor cu siliciu monocristal (c-Si) în
etanol de acid fluorhidric HF. Cu un potențial pozitiv
pe electrodul de siliciu (anod), apar reacții în mai multe etape
dizolvarea și reducerea siliciului. Al doilea electrod (catod) este de obicei
servește drept placă de platină. Cu o alegere adecvată a densității
curentul electric pe suprafața c-Si, un poros
strat.
• Suprafața Si, atunci când este saturată cu soluții apoase de HF, este saturată
hidrogen și devine chimic inert față de electrolit.
Dacă potențialul este aplicat la electrozi, atunci găurile din siliciu
Placa începe să migreze la interfața silicon-electrolitică.
În acest caz, atomii de Si sunt eliberați de hidrogenul care le blochează, încep
interacționează cu ionii și moleculele electrolitului și trec în soluție.
Obținerea unui poros
siliciu