Скачать презентацию Матеріали на основі аерогелів класифікація підходи до синтезу Скачать презентацию Матеріали на основі аерогелів класифікація підходи до синтезу

lecture-14-15.pptx

  • Количество слайдов: 22

Матеріали на основі аерогелів: класифікація, підходи до синтезу та сфери застосування Лекція 14 03. Матеріали на основі аерогелів: класифікація, підходи до синтезу та сфери застосування Лекція 14 03. 06. 2015

План лекції 1. Поняття про аерогелі 2. Історія та класифікація аерогелів 3. Перетворення гелів План лекції 1. Поняття про аерогелі 2. Історія та класифікація аерогелів 3. Перетворення гелів в аерогелі 4. Структура та мікротекстура 5. Сфери застосування аерогелів 2

Поняття про аерогелі Аерогель – це синтетичний пористий надлегкий матеріал, одержаний з гелю шляхом Поняття про аерогелі Аерогель – це синтетичний пористий надлегкий матеріал, одержаний з гелю шляхом заміни рідкого розчинника на газоподібний без зміни структури. IUPAC: Aerogel is a gel comprised of a microporous solid in which the dispersed phase is a gas 3

Характеристики аерогелів § Структурні (пористість та фрактальність) § Властивості композиту (Ефект Кнудсена…) 4 Характеристики аерогелів § Структурні (пористість та фрактальність) § Властивості композиту (Ефект Кнудсена…) 4

Історія відкриття 5 Історія відкриття 5

Класифікація аерогелів Аерогелі За агрегатним станом За методом синтезу За структурою - Моноліт - Класифікація аерогелів Аерогелі За агрегатним станом За методом синтезу За структурою - Моноліт - Ксерогелі - Мікропористі - Порошок -Кріогелі -Мезопористі -Плівка -Змішані За складом -Однокомпонентні -Багатокомпонентні 6

Класифікація за хімічним складом Металічні Вуглецеві Органічні Zr. O 2, Al 2 O 3, Класифікація за хімічним складом Металічні Вуглецеві Органічні Zr. O 2, Al 2 O 3, V 2 O 5, Cr 2 O 3 Оксидні Силікатні 7

Золь-гель синтез 8 Золь-гель синтез 8

Дизайн силікатних аерогелів Гідроліз Конденсація 9 Дизайн силікатних аерогелів Гідроліз Конденсація 9

Сушка в надкритичних умовах 10 Сушка в надкритичних умовах 10

Одержання Гелю Одержання Гелю

Вуглецеві аерогелі Площа поверхні - 400– 1, 000 m 2/g. Метод синтезу – піроліз Вуглецеві аерогелі Площа поверхні - 400– 1, 000 m 2/g. Метод синтезу – піроліз (resorcinol– formaldehyde (RF) aerogel 12

Металічні аерогелі 13 Металічні аерогелі 13

Аерографіт Синтез: CVD на темплаті Zn. O § § The density of air is Аерографіт Синтез: CVD на темплаті Zn. O § § The density of air is 1, 200 g/m 3 (at 20 °C and 1 atm). Aerographene - 160 g/m 3, or 0. 13 times the density of air at room temperature Advanced Materials Volume 24, Issue 26, pages 3486– 3490, July 10, 2012 14

Методи дослідження Рентгенаморфні, Дослідження поверхні, СЕМ/ТЕМ Недоліки: Гідрофільність, Крихкість, Старіння 15 Методи дослідження Рентгенаморфні, Дослідження поверхні, СЕМ/ТЕМ Недоліки: Гідрофільність, Крихкість, Старіння 15

Застосування Металічні аерогелі 16 Застосування Металічні аерогелі 16

Різноманіття 17 Різноманіття 17

Застосування § § § Проект «Стардаст» як матеріал для пасток космічного пилу. радіатор в Застосування § § § Проект «Стардаст» як матеріал для пасток космічного пилу. радіатор в лічильниках заряджених частинок Черенкова Dunlop включив аерогель у форму своєї нової серії тенісних ракеток… 18

Вироби з аерогелів 19 Вироби з аерогелів 19

Властивості та застосування 20 Властивості та застосування 20

Короткі нотатки § Аерогелі § – матеріали, що володіють найбільшою площею поверхні, найнижчою густиною Короткі нотатки § Аерогелі § – матеріали, що володіють найбільшою площею поверхні, найнижчою густиною та тепло та електропровідністю завдяки особливій будові. До аерогелів відносять силікатні, оксидні, металеві, органічні каркасні утворення, більшість з яких одержано в умовах надкритичної сушки 21

Рекомендована література • Aegerter, M. A. ; N. Leventis; M. Koebel (2011). Aerogels Handbook. Рекомендована література • Aegerter, M. A. ; N. Leventis; M. Koebel (2011). Aerogels Handbook. • • • Springer publishing. ISBN 978 -1 -4419 -7477 -8. Ai Du, Bin Zhou, Zhihua Zhang and Jun Shen // Materials 2013, 6, 941968; N. Bheekhun, A. Rahim A. Talib, M. R. Hassan// Advances in Materials Science and Engineering-V. 2013 G. Hayase, K. Nonomura, G. Hasegawa, K. Kanamori, K. Nakanishi // Chem. Mater. 2015 Liu, W. ; Rodriguez, P. ; Borchardt, L. ; Foelske, A. ; Yuan, J. ; Herrmann, A. K. ; Geiger, D. ; Zheng, Z. ; Kaskel, S. ; Gaponik, N. ; Ko tz, R. ; Schmidt, T. J. ; Eychmu ller, A. Angew. Chem. , Int. Ed. 2013, 52, 9849− 9852. Ruohong Sui and Paul Charpentier // Synthesis of Metal Oxide Nanostructures by Direct Sol−Gel Chemistry in Supercritical Fluids 22