що ілюструють залежність хімічних, фізичних або біологічних властивостей наночасточок від
їх розміруr, ×10-9
властивість
1 10 50 100 500
Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Лекція №8. Енергетичний стан поверхні. Сорбційні явища. Мезопористі матеріали
Содержание
- 1. Лекція №8. Енергетичний стан поверхні. Сорбційні явища. Мезопористі матеріали
- 2. Вплив розмірності на властивості твердого тілаРозмірний ефект
- 3. Поверхневі явища: роль межі поділуПитома поверхнядисперсністьСферична часточкакубічначасточка
- 4. Принципи дослідження матеріалівСкладБудовадисперсністьВластивостіТермодинаміка поверхневих явищМетод надлишкових величин ГіббсаМетод шару кінцевої товщини
- 5. Термодинаміка малих системВклад поверхні в енергію наносистеми Робота поверхневого натягу при створенні нової поверхні наносистемимакросистеми
- 6. Фактори ускладнення опису:Вклад флуктуацій;Складнощі реалізації другого закону термодинамікиЗникнення різниці між фазовими переходами;Другий закон термодинаміки для наносистем
- 7. Фазові рівновагитисктемпературарідинаТверде тілоСила поверхневого натягу: poutВнутрішній тиск: Рівняння Лапласа:
- 8. Зміна температури плавленняФормула Томпсонаλ- теплота плавлення речовини;ρ – густина.
- 9. Структурні особливості нанорозмірних матеріаліва, нмd, нм2030400.35400.3520Кубоктаедр та ікосаедрРозмірна залежність параметру гратки адля наночасточок кобальту
- 10. Вакансійний розмірний ефектКонцентрація вакансій:Еv = kTплЗміна концентрації вакансій від розміру наночасточок золота при 300 К
- 11. Взаємозв'язок між розмірними характеристикамиТ Red, 0C –
- 12. СорбціяСорбціяСорбціяАдАБконцентрування речовини на поверхні розділу фазпоглинання речовини,
- 13. - питома площа поверхні (м2/г)- об’єм пор (см3/г)- енергія адсорбції певного субстратуХарактеристики зразку:
- 14. ЗАПОВНЕННЯ ПОВЕРХНІ“Посадковий майданчик” amS = amNmax =
- 15. Пошарове заповнення мезопор –до досягнення “діаметру капілярної
- 16. ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇI - Мікропористий зразок,
- 17. Модель пористої наночасточки SiO2 Модель - (а)
- 18. Сорбція водню на вуглецевих наноматеріалахНанотрубки після термічної десорбції водню
- 19. Ізотерма сорбції азоту нанотрубками при 71 К
- 20. Сорбція водню вуглецевими матеріалами
- 21. Короткі нотатки:Розвинута поверхня наносистем є однією з
- 22. Література:Родунер Э. Размерные эффекты в наноматериаллах. М.:
- 23. Скачать презентанцию
Вплив розмірності на властивості твердого тілаРозмірний ефект - комплекс явищ, що ілюструють залежність хімічних, фізичних або біологічних властивостей наночасточок від їх розміруr, ×10-9властивість1 10 50 100 500
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2Вплив розмірності на властивості твердого тіла
Розмірний ефект - комплекс явищ,
Слайд 3Поверхневі явища: роль межі поділу
Питома поверхня
дисперсність
Сферична
часточка
кубічна
часточка
Слайд 4Принципи дослідження матеріалів
Склад
Будова
дисперсність
Властивості
Термодинаміка поверхневих явищ
Метод надлишкових величин Гіббса
Метод шару кінцевої
товщини
Слайд 5Термодинаміка малих систем
Вклад поверхні в енергію наносистеми
Робота поверхневого натягу
при створенні нової поверхні
наносистеми
макросистеми
Слайд 6Фактори ускладнення опису:
Вклад флуктуацій;
Складнощі реалізації другого закону термодинаміки
Зникнення різниці між
фазовими переходами;
Другий закон термодинаміки для наносистем
Слайд 7Фазові рівноваги
тиск
температура
рідина
Тверде тіло
Сила поверхневого натягу: pout
Внутрішній тиск:
Рівняння Лапласа:
Слайд 9Структурні особливості нанорозмірних матеріалів
а, нм
d, нм
20
30
40
0.3540
0.3520
Кубоктаедр та ікосаедр
Розмірна залежність параметру
гратки а
для наночасточок кобальту
Слайд 10Вакансійний розмірний ефект
Концентрація вакансій:
Еv = kTпл
Зміна концентрації вакансій від розміру
наночасточок золота при 300 К
Слайд 11Взаємозв'язок між розмірними характеристиками
Т Red, 0C – температура відновлення заліза
з солей FeCl –FeCl3, FeNO3 – Fe(NO3)3;
DБЕТ, нм – cередній
діаметр часточок, розрахований з питомої поверхні;Dел, нм - cередній діаметр часточок за даними електронної мікроскопії;
DШер, нм – середній діаметр ОКР, розрахований за Шеррером
Слайд 12Сорбція
Сорбція
Сорбція
Ад
АБ
концентрування речовини на поверхні розділу фаз
поглинання речовини, що веде до
її накопичення в об’ємі іншої речовини
сукупна дія адсорбції і абсорбції
Явища
на поверхні: сорбціяОборотній
процес
Необоротній
процес
Зменшення тиску або концентрації адсорбату - десорбція
тиск або концентрація впливають на десорбції
Фізична адсорбція – зв’язування молекул на межі розділу фаз за рахунок “слабких” зв’язків
Хімічна адсорбція – адсорбція з утворенням хімічних зв’язків.
Слайд 13- питома площа поверхні (м2/г)
- об’єм пор (см3/г)
- енергія адсорбції
певного субстрату
Характеристики зразку:
Слайд 14ЗАПОВНЕННЯ ПОВЕРХНІ
“Посадковий майданчик” am
S = amNmax = amnmaxNA
Поверхня реальних сорбентів
– сукупність атомів, вона не є ідеальною однорідною площиною
Сорбціна ємність
ультрамікропористих зразків не росте пропорціно збільшенню діаметру пор
Слайд 15Пошарове заповнення мезопор –
до досягнення “діаметру капілярної конденсації”
АДСОРБЦІЯ В ПОРАХ
Заповнення
мікропор –
завжди конденсація в усьому об’ємі
Енергія зв’язування молекули адсорбату в
ультрамікро- і мікропорах завжди більша, ніж в мезо- і макропорах, оскільки молекула “торкається” стінок з декількох боків
Слайд 16ТИПИ ІЗОТЕРМ ФІЗИЧНОЇ АДСОРБЦІЇ
I - Мікропористий зразок,
мала “зовнішня” поверхня
II
- Непористий або макропористий зразок. Необмежена моно- і полішарова адсорбція.
III характерний для непористих сорбентів з малою енергією взаємодії адсорбент-адсорбат.
IV і V аналогічні типам II і III, але для пористих адсорбентів.
VI характерні для непористих адсорбентів з однорідною поверхнею.
Парціальний тиск
Концентрація адсорбованої речовини
Слайд 17Модель пористої наночасточки SiO2
Модель - (а)
з азотом (б);
вода на поверхні та в порі (в)
В суміші з етанолом
(д) 
Слайд 21Короткі нотатки:
Розвинута поверхня наносистем є однією з ключових причин виникнення
розмірних ефектів.
Для опису термодинамічних параметрів розраховують вклад поверхневої енергії (поверхневого
натягу). Для цього використовують метод надлишкових величин Гіббса та метод шару кінцевої товщини.До розмірних ефектів зумовлених вкладом поверхневих сил відносять зменшення температури плавлення, зменшення параметрів кристалічної гратки та зростання кількості приповерхневих дефектів.
Слайд 22Література:
Родунер Э. Размерные эффекты в наноматериаллах. М.: Техносфера – 2010
– 352с.
Рыжонков Д.И. Левина В.В., Дзидзигуги Э.Л., Наноматериаллы: учебное пособие.
М.: БИНОМ, - 2010 –с.106-237.Л.В. Адамова. Процессы на поверхности раздела фаз. Екатеринбург – 2007.
И. П. Суздалев, В. Н. Буравцев, Ю. В. Максимов, В. К. Имшенник,С. В. Новичихин, В. В. Матвеев, А. С. Плачинда // Размерные эффекты и межкластерные взаимодействия в наносистемах - Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2001, т. XLV, № 3
Ю.С. Нечаев О природе, кинетике и предельных значениях сорбции водорода углеродными наноструктурами // УФН – 2006 - №6.
