Закономерности превращения нанопорошков алюминонитридной композиции в водных средах

Закономерности превращения нанопорошков алюминонитридной композиции в водных средах

Актуальность: В современном мире для различных областей применения требуются новые сорбционные материалы с определенной структурой, имеющих специфической формы нанообъектов, создающих жесткую пространственную структуру с открытой системой пор и большой величиной удельной поверхности. В связи с этим активно исследуются оксигидроксиды алюминия.

Цель работы: выявление закономерностей превращения нанопорошков алюмонитридной композиции в водных средах для получения микробиологически активных адсорбентов.

Задачи: - изучить зависимость скорости превращения нанопорошков алюмонитридной композиции с водой от массовой доли нитрида алюминия в композиции и внешних условий; - исследовать влиянии массовой доли нитрида алюминия в алюмонитридной композиции на морфологию, текстуру, фазовый состав и адсорбционные свойства; - изучить зависимость физико-химических свойств продуктов реакции нанопорошков алюмонитридной композиции с водой от условий ее проведения.

Новизна: Систематических исследований реакции взаимодействия нанопорошков алюмонитридной композиции с водой, в которых учитывались бы все факторы, влияющие на протекание процесса и последующее определение полного комплекса свойств полученных продуктов, до сих пор не проводилось.

Практическая значимость: На основании полученных данных выбраны оптимальные условия синтеза продуктов реакции нанопорошков алюмонитридной композиции с водой с высокой адсорбционной способностью по отношению к микроорганизмам.

Методы и методики Нанопорошки алюминия (Al) и алюмонитридной композиции (A 1/A 1 N) были получены методом электрического взрыва алюминиевой проволоки в атмосфере аргона и азота соответственно. Превращение A 1/A 1 N и Al в паровой фазе исследовали гравиметрическим методом при комнатной температуре.

Методы и методики Количественное содержание нитрида алюминия в нанопорошках определяли косвенным спектрофотометрическим методом с использованием реактива Несслера (спектрофотометр Spekol 1300). Исследование морфологии частиц алюмонитридной композиции, оксигидроксида алюминия и волокнистого сорбента на его основе проводили методом просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии (микроскопы JEM 100 СХ II (JEOL), LEO EVO 50).

Методы и методики Измерение размера агломератов нанопорошков проводили седиментационным методом на дисковой центрифуге CPS DC 24000 с регистрацией по динамическому светорассеянию. Текстурные характеристики исходных порошков и продуктов их реакции с водой определяли методом тепловой десорбции азота с расчетом по методу БЭТ на анализаторе Сорбтометр M ( «Катакон» ).

Методы и методики Адсорбционную способность продуктов реакции оценивали по адсорбции тестового анионного красителя эозина в статических условиях и микроорганизмов Escherichia Coli 1257 в статических и динамических условиях методом посева на питательные среды.

1. Даммер В. , Лернер М. , Ворожцов А. , Давыдович В. , Кириллов Л. Способ получения нанопорошков карбида вольфрама. // Известия физики ВУЗов. Физика. – сентябрь 2007. – Т 50. - № 9/2. – С. 79 – 85. 2. Галахов А. В. , Зеленский В. А. , Коваленко Л. В. Жидкофазный синтез оксинитрида алюминия//Ученые записки Забайкальского государственного универия: Физика, математика, технология. – 2013. Т. 50, № 3. – С 22 -28. 3. Хромышева Е. А. , Хромышев В. А. , Хромышев А. В. Очистка промышленных сточных вод коагулятом алюминий сульфатом// Биологический вестник Мелитопольского государственноготпедагогического университета им. Багдада Хмельнитского. – 2011. № 1. – С 31 -34.

4. Адсорбционная и поглотительная способность сорбционного материала, включающего наноструктурный оксигидроксид алюминия / А. Н. Серова, В. Г. Пехенько, И. Н. Тихонова, Е. А. Глазкова, О. В. Бакина, М. И. Лернер, С. Г. Псахье // Сиб. Мед. Журнал. – 2012. – Т. 27, № 2 – C. 127– 131. 5. Роот Л. О. , Звягинцева Е. С. , Ильин А. П. Зависимость выхода нитрида алюминия от массы навески и давления воздуха при горении нанопорошков алюминия//Известия Томского политехнического университета. – 2013. Т. 323, № 3. – С 14 -17. 6. Радишевская Н. И. , Чапская А. Ю. , Львов О. В, Состав и стрктура защитной окси-гидроксидной оболочки на частицах нанопорошка алюминия//Известия Томского политехнического университета. – 2011. Т. 318, № 3. – С 1923.

7. Кравцов Е. Е, , Лебедева А. П. , Глинина Е. Г. Иследование получения и применения гидроксохлоридов алюминия при очиски сточных вод// Вестник астраханского государственного технического университета. – 2010. № 1. – С 100 -102. 8. Шиян Л. Н. , Грязнова Е. Н. , Сидорова О. И. , Галанов С. И. Нановолокнистые оксигидроксиды алюминия, модифицированные ионами марганца (II) – прекурсоры марганецсодержащих катализаторов глубокого окисления метана// Известия Томского политехнического университета. – 2014. Т. 324, № 3. – С 88 -93.

9. Пористые композиты на основе оксидалюминиевых керметов (синтез и свойства) / Тихов С. В и др. . Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео» , 2004 – 205 с. 10. Фоменко А. Н. , Пехенько В. Г. , Тихонова И. Н. Оценка биологического действия перевязочного материала на основе полимерной матрицы и наноструктурных частиц оксигидроксида алюминия//Сибирский медицинский журнал. – 2013. Т. 28, № 2. – С 103 -107.

1. Inhibition of Aluminum Oxyhydroxide Precipitation with Citric Acid/ Daniel M. Dabbs, Usha Ramachandran, Sang Lu, Jun Liu// Department of Chemical Engineering, Princeton University, Princeton, New Jersey 08544, and Pacific Northwest National Laboratory, Richland, Washington 99352. Langmuir. – 2005, 21, 11690 -11695. 2. Extrusion, Ed. M. Bauser, G. Suaer and K. Siegert, перев. с немецк. языка на англ. язык, ASM International, 20010. 3. J. R. Davis, Ed. , Corrosion of Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 2010.

4. R. F. Wolf, Statistical Process Control Application to the Aluminum Extrusion and Drawn Tube Process, Proc. Fourth International Aluminum Extrusion Technology Seminar , Aluminum Association and Aluminum Extruders Council, 2012. 5. W. C. Boatman, Applications of Statistical Process Control and Continuous Improvement Philosophy in an Extrusion Plant, Proc. Fifth International Aluminum Extrusion Technology Seminar, Vol 1, Aluminum Association and Aluminum Extruders Council, 2011. 6 D. B. Rogers, с Cast Shop, Proc. Fifth International Aluminum Extrusion Technology Seminar, Vol 1, Aluminum Association and Aluminum Extruders Council, 20010. 7. M. J. Schwarz, Quality Improvements in an Aluminum Extrusion Billet Casting Facility, Proc. Fifth International Aluminum Extrusion Technology Seminar, Vol 1, Aluminum Association and Aluminum Extruders Council, 2010.

8. M. J. Schwarz, The Implementation of Statistical Process Control, Proc. Fifth International Aluminum Extrusion Technology Semi-nar, Vol 1, Aluminum Association and Aluminum Extruders Coun-cil, 2010. 9. R. G. Holder, Total Quality Management: Survival and Success in. Today’s Extrusion Industry, Proc. Fifth International Aluminum Extrusion Technology Seminar, Vol 1, Aluminum Association and. Aluminum Extruders Council, 2011. 10. A. D. Steadman, The Philosophy behind Management Control Sys-tems and the Achievement of An Extrusion Management Control. System, , Vol 1, Aluminum Association and Aluminum Extruders. Council, 2012.

Способность определить активный металл в навеске нанопорошка алюминия, полученного методом электрического взрыва умение Умение работать на волюметрическ ой установке Умение определять навеску на аналитических Умение весах рассчитать активный металл в навеске знани е. Знание принципа сообщающихся сосудов Знание методики работы на аналитических весов Знание волюметрическ ого анализа, основных уравнений МКТ опыт Опыт работы на волюметрической установке при определении активного метала в навеске порошка алюминия Опыт работы с аналитическими весами Опыт работы с расчетными формулами, по химическому уравнению

Способность определить количественное содержание нитритов аммония в нанопорошках косвенным спектрографическим методом умения Умение определять концентрацию раствора при помощи оптической плотности Умение готовить реактивы используемых в методике определения массовой концентрации нитритов Умение отбирать пробу знания Знание основных законов оптики Знание способов приготовления реактивов Знание реактивов, добавляемых в исследуемую пробу. опыт Опыт определения оптической плотности на фотометре Опыт приготовления реактивов: Грисса, гидроокиси алюминия, 12 -% уксусной кислоты Опыт в подготовке проб для проведения анализа на содержание массовой концентрации нитритов

Способность грамотно формулировать и излагать теоретический и практический материал по теме исследования умени е Умение анализировать литературу Умение грамотно конструировать предложения Умение грамотно преподносить излагаемый материал знание Знание основной базы данных по теме исследования Знание научного стиля изложения материала опыт Опыт написания научных статей Опыт выступления на научных конференциях

конкуренты

Финансовый план В результате реализации проекта будет создана компания по производству волокон алюминия (Al. OH) c объёмом производства 1 т/год. Срок реализации проекта 2 года. Объём инвестиций 150 млн. руб. Инвестируемые средства необходимы для: 1. проведения работ по реконструкции площадей под монтаж оборудования; 2. закупки оборудования и материалов; монтажа оборудования и пуско-наладочных работ; 3. выпуска пробных партий продукта и его сертификации; 4. ввода производства в эксплуатацию и выхода на 100% мощности. Примерная себестоимость предлагаемой продукции 1$ за 1 г. Al. OH.

Права интеллектуальной собственности Патент РФ на изобретение № 2305659, приоритет 30. 08. 2005, зарегистрирован в Государственном реестре РФ: «Способ получения волокон оксигидроксида алюминия» . Патентообладатель: ООО «ОГА» , г. Томск.