Теоретическое и экспериментальное изучение механосинтеза наночастиц методом разбавления конечным продуктом
Ф. Х. Уракаев1,2, В. С. Шевченко1, В. В. Болдырев2,3
1Институт минералогии и петрографии Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Коптюга, 3, Новосибирск, 630090 (Россия),
E-mail: urakaev@uiggm.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, Новосибирск 630090 (Россия)
3Институт химии твердого тела и механохимии
Сибирского отделения РАН, ул. Кутателадзе, 18, Новосибирск, 630128 (Россия)
Страницы: 325-341
Аннотация
Проведено теоретическое и экспериментальное изучение твердофазного механосинтеза наноразмерного целевого продукта, основанного на методе разбавления исходной порошковой смеси реагентов другим продуктом обменной реакции. На основе трехмодального распределения частиц по размерам рассчитаны оптимальные мольные соотношения компонентов смеси, обеспечивающие наличие ударно-фрикционных контактов частиц реагентов и исключающие агрегацию наноразмерных частиц целевого продукта реакции. Представлен вывод кинетического уравнения для механосинтеза наночастиц методом разбавления, на основе которого рассчитано необходимое время механической активации (МА) для полного протекания обменных реакций. Полученные теоретические результаты согласуются с имеющимися литературными данными и результатами опытного исследования кинетики механосинтеза наноразмерного целевого продукта TlCl по обменной реакции 2NaCl + Tl2SO4 + zNa2SO4 = (z + 1)Na2SO4 + 2TlCl при оптимальном значении параметра разбавления z = z1* = 11.25. Установлен ряд специфических особенностей протекания этой реакции. На основе сопоставления полученных кинетических параметров механосинтеза TlCl с таковыми для теоретически исследованной модельной обменной реакции KBr + TlCl + zKCl = (z+1)KCl + TlBr при z = z1*= 13.5 впервые экспериментально оценено значение коэффициента массопереноса и установлена динамика изменения размеров наночастиц в зависимости от времени МА в шаровой планетарной мельнице АГО-2.
|
