Academic literature on the topic 'Золь-гель композиції'

У даній статті описано синтез і властивості нових УФ-затверджених зшитих гібридних полімер-неорганічних мембран. Мембрани синтезували методом радикальної фотоініційованої кополімеризації in situ – на основі гідрофільних та гідрофобних акрилових мономерів з одночасним проведенням золь-гель процесу прекурсорів: 3-метакрилоксипропілтриметоксисилану (MAПTMС) та тетраетилортосилікату (TEOС), введених у полімеризаційну композицію допочатку гелеутворення. Склад вихідних композицій для полімерної матриці змінювали, варіюючи співвідношення гідрофільних та гідрофобних мономерів, тоді як вміст неорганічного компонента підтримували постійним. Методи FTIR, СEM використовувались для характеристики морфології та хімічної структури отриманих нових гібридних полімер-неорганічних мембран. Були виміряні основні характеристики синтезованих мембран: протонна провідність, окиснювальна стабільність, поглинання води та метанолу. Встановлено значну кореляцію між властивостями мембран та співвідношенням мономерів AMПК : AК, що дозволяє регулювати характеристики мембран. Отримані нові УФ-затверджені зшиті гібридні полімер-неорганічні матеріали можуть бути використані для розробки протонопровідних мембран паливних елементів.

Матеріали на основі гідроксиду титану синтезовано методами співосадження та золь-гель технології з використанням аналітичних та технологічних розчинів. Співвідношення металів у зразках після термічної обробки визначалось методом рентгено-флуоресцентного аналізу. Морфологію одержаних композитів досліджено методом низькотемпературної адсорбції/десорбції азоту. Процес сорбції фосфат-іонів, які визнані одними з основних забруднювачів води, вивчено на індивідуальних зразках гідроксидів титану та композитах, до складу яких входять також оксиди заліза та церію, у широкому діапазоні рН розчинів. Всі досліджені зразки виявили максимальну здатність до вилучення сорбованих іонів при рН=2. Композит на основі гідратованих оксидів титану, заліза та церію, синтезований золь-гель методом, має максимальну адсорбційну ємність, що складає 3.6 ммоль/г. Для математичної обробки ізотерм адсорбції використано теоретичні моделі Ленгмюра, Фрейндліха та Тьомкіна. Виявилось, що модель Ленгмюра найкраще підходить для обробки ізотерм, одержаних на індивідуальних зразках гідроксиду титану. Модель Тьомкіна можна використовувати для обробки всіх експериментальних ізотерм, незалежно від складу композитів та методу, застосованого для їх синтезу.

Золь-гель методом синтезовано порошки TiO2/ZrO2/SiO2 (21/9/70 мол.%) з використанням різних джерел діоксиду кремнію.Методом РФА встановлено, що у всіх синтезованих композитах відбувається одночасна кристалізація двох фаз (анатазу ташриланкіту). Методом ЕПР досліджено парамагнітні центри, що формуються на поверхні анатазу, і вплив високоенергетичного опромінення на зміну дефектної структури відповідних зразків. Встановлено зв'язок між дефектною структурою потрійних композитів та їх фотокаталітичною активністю.

Методами поляризационной микроскопии и ротационной вискозиметрии изучено влияние хитозана на ориентационно-мицеллярную ассоциацию плюроника F-127 в водной среде в диапазоне 4-37oС. Установлено, что данный амфифильный сополимер претерпевает при повышении температуры фазовый переход в формоустойчивый гидрогель, характеризующейся оптическим дихроизмом и реограммами вязкости с пределом текучести. Добавка хитозана подавляет эффект оптической анизотропии, влияет на время гелеобразования и вязкоупругие характеристики бинарной смеси с реализацией кривых течения дилатантных жидкостей, либо структурированных композиций с разным уровнем мицеллярного упорядочения. Обнаружена корреляция между оптической текстурой макроскопической гель-фазы плюроника F-127, его смесей с хитозаном и вязкоупругими свойствами полимерной системы. Ключевые слова: плюроник F-127, хитозан, золь-гель переход, мицеллярная фаза, ориентационное упорядочение.

Цель. Разработать составы и условия синтеза композиций на основе аммонийных фосфатов многовалентных металлов с высокой огнезащитной эффективностью по отношению к полиэфирным и оксодиазольным текстильным материалам. Методы. Для получения аммонийных металлофосфатов использовался золь-гель метод синтеза из растворов, позволяющий получать продукты высокой степени дисперсности и регулировать структуру образующихся солей. Фазовый и химический состав полученных продуктов определяли с помощью рентгенофлюоресцентной спектроскопии на приборе Epsilon 1 PANalytical. Определение уровня огнезащиты пропитанных антипиреном тканей проводили согласно СТБ 11.03.02-2011. Результаты. Разработаны условия получения синтетических огнезащитных составов на основе фосфатов двух- и трехвалентных металлов-аммония с регулируемыми в зависимости от условий синтеза свойствами. Проведены испытания стабильности новых жидкостных замедлителей горения и их огнезащитной эффективности (а также ее устойчивости к стиркам) по отношению к полиэфирным, смесовым и арселоновым тканям. Определены факторы, обусловливающие их огнезащитную эффективность по отношению к текстильным материалам различной природы, используемым для защитной одежды. Установлено, что наиболее высокую огнезащитную эффективность по отношению к полиэфирной и арселоновой основе проявили составы, одновременно содержащие магний и кальций, нейтрализованные смесью растворов аммиака, гидроксида калия и соды в соотношении 1 : 1 : 1 состоящие из NH4H2PO4, MgHPO4·3H2O и CaHPO4·2H2O с примесью аморфной фазы. Доказано, что только композиции оптимального химического и фазового состава обеспечивают закрепление в текстильной матрице фосфора и азота – основных антипирирующих агентов. Область применения исследований. Получение эффективных нетоксичных неорганических замедлителей горения и модифицированных ими огнестойких текстильных материалов из синтетических волокон.

Досліджені експлуатаційні характеристики адсорбційного регенератора низько-потенційного тепла та вологи на основі композитних сорбентів «силікагель – натрій сульфат», синтезованих золь – гель методом. Розроблені математична модель та алгоритм визначення базових параметрів процесів експлуатації адсорбційного регенератора в умовах сектора житлово-комунального господарства. Запропонований алгоритм включає розрахунок об’єму повітря, який пройшов через шар теплоакумулюючого матеріалу, концентрації води в повiтрi на виході з теплового акумулятора, адсорбції, теплоти адсорбції, кінцевої температури холодного повітря, температури повітря після змішування холодного повітря з вулиці та теплого повітря в приміщенні при подачi, розрахунок концентрації води в повiтрi на виході з теплового акумулятора, об’єму повітря, який пройшов через шар теплоакумулюючого матеріалу, адсорбції та теплоти адсорбції, кінцевої температури теплого повітря, температури повітря після змішування холодного повітря з вулиці та теплого повітря з приміщення при викиді, визначення температурного коефіцієнта корисної дії, сумарної адсорбції та часу досягнення максимальної адсорбції. Підтверджена кореляція температур повітря біля теплого та холодного кінці регенератора, а також теплових коефіцієнтів корисної дії, встановлених за результатами розрахунків згідно запропонованого алгоритму та дослідним шляхом. Проведено математичне моделювання процесів експлуатації адсорбційних регенераторів на основі композитів «силікагель – натрій сульфат» в умовах типової системи вентиляції житлових приміщень. Показана залежність теплового коефіцієнта корисної дії від часу перемикання потоків повітря, швидкості руху потоків повітря, а також температур зовнішнього та внутрішнього повітря в стаціонарних умовах. Максимальні значення теплових коефіцієнтів корисної дії встановлені при швидкості вологого повітря близько 0,22 – 0,32 м/с та часу перемикання потоків 5 – 10 хв.. Виявлено вплив швидкості руху потоків вологого повітря на час досягнення максимальної адсорбції. Результати проведеного дослідження можуть бути використані при розробці енергоефективних вентиляційних систем та пристроїв для житлових та складських приміщень. The performance characteristics of the adsorptive regenerator of the low-potential heat and moisture on basis of the composite sorbents ‘silica gel - sodium sulfate’ synthesized by sol-gel method are studied. The mathematical model and algorithm for determining the basic parameters of adsorptive regenerator exploitive processes in the housing and communal services sector are developed. The proposed algorithm includes calculating the volume of air passed through the layer of heat-accumulating material, the concentration of water in the flow at the exit from the regenerator, the adsorption, the heat of adsorption, the final temperature of the cold air, the air temperature after mixing the cold air from the street and the warm air in the room at the warm end of the regenerator during inflow, calculation of the final concentration of water in the flow at the cold end of the regenerator, the volume of air passing through the layer of heat-accumulating material, adsorption and heat of adsorption, the final temperature of the air at the cold end of the regenerator, the air temperature after mixing of the cold air from the street and the warm air from the room at the cold end of regenerator during outflow, determining the temperature efficiency coefficient, summarized adsorption and maximal adsorption time. The correlation of air temperatures near the warm and cold end of the regenerator, as well as the thermal efficiency coefficients stated by the results of calculations according to the proposed algorithm and experimental way is confirmed. The mathematical modeling of the processes of operation of adsorption regenerators on the basis of ‘silica gel - sodium sulfate’ composites in the conditions of the typical ventilation system of residential premises is carried out. The dependences of the temperature efficiency coefficient vs. the time of switching air flows and the velocity of air flow, as well as the temperatures of external and internal air under stationary conditions are shown. The results of the research can be used in the development of energy-efficient ventilation systems and devices for residential and warehouse premises

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів (161 – Хімічні технології та інженерія). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена розробці складів та основних технологічних параметрів отримання нанозміцнених периклазовуглецевих вогнетривів для різних зон футерівки конвертера з заданими показниками фізико-механічних властивостей і підвищеною стійкістю до дії шлаку та до окиснення. У роботі теоретично обґрунтовано і експериментально доведено можливість одержання нанозміцнених периклазовуглецевих вогнетривів шляхом синтезу наповненої наночастинами β-SiC та NiO вуглецевої матриці-основи заданої структури периклазовуглецевих вогнетривів і забезпечення її максимальної струк-турної міцності за рахунок використання оптимальних співвідношень золь-гель добавок, що модифікують фенолформальдегідну смолу, і компонентів прекурсорів нікелевого антиоксиданту. Визначено технологічні параметри одержання периклазовуглецевих вогнетривів із заданими фізико-механічними властивостями на засаді плавленого периклазу і різною кількістю графіту, шляхом використанням ЕТС-40 або його золю та солей нікелю для створення комплексного антиоксиданту Аl + SiC + Ni(NiO), що забезпечує підвищену стійкість до окиснення за рахунок утворення щільного шару із наночастин β-SiC та Ni(NiO) навколо часток графіту, розроблено безвипалювану технологію та склади магнезіального флюсу для плавки сталі в конвертері з відходів периклазовуглецевих вогнетривів футеровок конвертерів, які сприяють прискоренню наведення шлаку в конвертері та підвищенню стійкості футерівки конвертера.
Thesis for the degree of candidate of technical sciences (Ph.D.) in specialty 05.17.11 – technology of refractory nonmetallic materials (161 – chemical technologies and engineering). – National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkov, 2018. The thesis is devoted to the development of compositions and basic techno-logical parameters for the preparation of nano-reinforced periclase-carbon refractories for various zones of converter lining with prescribed parameters of physical and mechanical properties and increased resistance to slag and oxidation. The possibility of obtaining nano-reinforced periclase-carbon refractories by synthesis of the carbon-matrix matrix of a given structure of periclase-carbon refractories filled with nanoparticles β-SiC and NiO and ensuring its maximum structural strength due to the use of optimum sol-gel admixtures for modifying the phenol-formaldehyde resin is theoretically substantiated and experimentally proved pre-cursor components of a nickel antioxidant. The technological parameters for the production of periclase-carbon refractories with specified physic-mechanical properties based on fused periclase with different amounts of graphite were determined using ETS-40 or its sol and nickel salts to create a complex antioxidant Al + SiC + Ni(NiO), which provides enhanced resistance to oxidation due to the formation of a dense layer of β-SiC and Ni(NiO) nanoparticles around graphite particles, a non-combustion technology and magnesia flux formulations for melting steel in a converter from waste periclase-carbon refractories lining of converters that accelerate guidance in the converter slag and improve the sustainability of the converter lining.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів (161 – Хімічні технології та інженерія). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена розробці складів та основних технологічних параметрів отримання нанозміцнених периклазовуглецевих вогнетривів для різних зон футерівки конвертера з заданими показниками фізико-механічних властивостей і підвищеною стійкістю до дії шлаку та до окиснення. У роботі теоретично обґрунтовано і експериментально доведено можливість одержання нанозміцнених периклазовуглецевих вогнетривів шляхом синтезу наповненої наночастинами β-SiC та NiO вуглецевої матриці-основи заданої структури периклазовуглецевих вогнетривів і забезпечення її максимальної струк-турної міцності за рахунок використання оптимальних співвідношень золь-гель добавок, що модифікують фенолформальдегідну смолу, і компонентів прекурсорів нікелевого антиоксиданту. Визначено технологічні параметри одержання периклазовуглецевих вогнетривів із заданими фізико-механічними властивостями на засаді плавленого периклазу і різною кількістю графіту, шляхом використанням ЕТС-40 або його золю та солей нікелю для створення комплексного антиоксиданту Аl + SiC + Ni(NiO), що забезпечує підвищену стійкість до окиснення за рахунок утворення щільного шару із наночастин β-SiC та Ni(NiO) навколо часток графіту, розроблено безвипалювану технологію та склади магнезіального флюсу для плавки сталі в конвертері з відходів периклазовуглецевих вогнетривів футеровок конвертерів, які сприяють прискоренню наведення шлаку в конвертері та підвищенню стійкості футерівки конвертера.
Thesis for the degree of candidate of technical sciences (Ph.D.) in specialty 05.17.11 – technology of refractory nonmetallic materials (161 – chemical technologies and engineering). – National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkov, 2018. The thesis is devoted to the development of compositions and basic techno-logical parameters for the preparation of nano-reinforced periclase-carbon refractories for various zones of converter lining with prescribed parameters of physical and mechanical properties and increased resistance to slag and oxidation. The possibility of obtaining nano-reinforced periclase-carbon refractories by synthesis of the carbon-matrix matrix of a given structure of periclase-carbon refractories filled with nanoparticles β-SiC and NiO and ensuring its maximum structural strength due to the use of optimum sol-gel admixtures for modifying the phenol-formaldehyde resin is theoretically substantiated and experimentally proved pre-cursor components of a nickel antioxidant. The technological parameters for the production of periclase-carbon refractories with specified physic-mechanical properties based on fused periclase with different amounts of graphite were determined using ETS-40 or its sol and nickel salts to create a complex antioxidant Al + SiC + Ni(NiO), which provides enhanced resistance to oxidation due to the formation of a dense layer of β-SiC and Ni(NiO) nanoparticles around graphite particles, a non-combustion technology and magnesia flux formulations for melting steel in a converter from waste periclase-carbon refractories lining of converters that accelerate guidance in the converter slag and improve the sustainability of the converter lining.