Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Diszperziók (nanorészecskék) előállítása 1. Dezintegrálás (diszpergálás, dezaggregálás) Munkavégzés szükséges (több új felület) 2. Kondenzálás (nukleáció)

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Diszperziók (nanorészecskék) előállítása 1. Dezintegrálás (diszpergálás, dezaggregálás) Munkavégzés szükséges (több új felület) 2. Kondenzálás (nukleáció)"— Előadás másolata:

1 Diszperziók (nanorészecskék) előállítása 1. Dezintegrálás (diszpergálás, dezaggregálás) Munkavégzés szükséges (több új felület) 2. Kondenzálás (nukleáció) Aktiválási energia kell (új felület)

2 Diszpergálás Szilárd anyagok diszpergálása: őrlés, aprítás (általában 1-10  m; ásványelőkészítés, szilikátipar) Eszközök: golyósmalom, hengerszék, kolloidmalom, fúvókás malom (legfinomabb szemcseméret) Az őrlési körülmények optimalizálása Szilárd anyagok diszpergálását elősegítő tényezők: -idegen anyag -nedves őrlés -tenzid adalékolása (Rehbinder-hatás) Újra összetapadnak

3 Diszperziók előállítása kondenzálással Csoportosítás: halmazállapot szerint (pl. gőzfázisú) komponensek száma (oldat) idegen anyag jelenléte (homogén – heterogén), pl.kondenzcsík (Wilson-féle ködkamra: nukleáció ionokon)

4 Nukleáció oldatokban : (lioszolok előállítása) Befolyásoló tényezők: hőmérséklet, koncentráció, oldhatóság (T és oldószer) Góckeletkezés sebessége: v gk = K [(c-c o )/c o ]relatív túltelítettség Gócnövekedés sebessége: v gn = k (c-c o )abszolút túltelítettség Diszperzitásfok (1/részecskeméret) : D   v gk /v gn  1/c o A csapadék nagyon rossz oldhatósága nem kedvez a szűrhetőségnek!

5 A méret befolyásolása a relatív túltelítettségen keresztül: Jelentős mennyiségű kisméretű részecskék előállítása céljából eredményre vezet: nagy c (koagulálás) vagy kicsiny c o (oldószercsere). Demonstráció: kén-szol előállítása oldószercserével

6 Homogén nukleáció gőzfázisban Tapasztalat szerint: P > P  P/P  = S (túltelítés) P: gőznyomás, P  : egyensúlyi gőznyomás (adott hőmérsékleten)

7 T = áll. d(ΔG)/dr = 0 kritikus gócméret (r krit ) Folyadékcsepp modell: egyetlen gömb alakú csepp keletkezésére  G = 4 r 2  - (4 r 3  /3) (RT/V m ) ln (P/P  ) felületi tag (+)térfogati tag (-) r: gócsugárγ: felületi feszültségV m : folyadék moltérfogata A kondenzált állapot energetikailag kedvezőbb! 1. Góc keletkezése 2. Góc növekedése 12

8 A túltelítés hatása a kritikus gócméretre S krit : 1 db góc/(cm 3 s) pl. vízre: 275,2 K-on S krit = 4,2 (0,89 nm, 80 molekula) S növekedésével egyre kisebb aktiválási energia, egyre kisebb kritikus gócméret. Tájékoztatásul

9 Diszperziók előállítása kondenzálással Wilson-féle ködkamra: nukleáció ionokon (Dr. Raics Péter, fénykép) (Dr. Kemenes László, az AtomErőmű című újságban megjelent írásának felhasználásával. )

10 Kolloid részecskék alakjának és nagyságának jellemzése Részecskék alakja Izometrikus (minden irányban – x,y,z– azonos méretű): Gömb Henger Oktaéder

11 Anizometrikus : Forgási ellipszoid: oblát („diszkosz”)prolát („szivar”) Ezek torzult formái: lamella fibrilla Fehér azbeszt Kaolinit

12 Részecskeméret jellemzése: Monodiszperz: azonos méretű részecsék halmaza (szűk méreteloszlás) Polidiszperz: különböző méretű részecskék halmaza (széles méreteloszlás: átlagok és méreteloszlás függvények) Milyen átlaggal jellemezzük a méretet?

13 Szám szerinti átlag :M n = (∑ n i M i )/(∑n i ) Tömeg szerinti átlag : M m = (∑n i M i 2 )/∑(n i M i ) A polidiszperzitás jellemzése: M m /M n (egyenetlenségi tényező) Monodiszperz esetben értéke 1! Ozmózisnyomás: a részecskék számától függ (kolligatív tulajdonság)! A szórt fény intenzitása a részecskék méretétől függ!

14 Polidiszperz rendszerek méreteloszlása a méret eloszlási függvényekkel jellemezhető Differenciális méreteloszlásIntegrális méreteloszlás Gyakorlás: Rajzolja fel egy szűk- és egy széles méreteloszlású részecskehalmaz függvényeit, valamint egy tridiszperz rendszer összeggörbéjét!

15 A részecske méret (alak) vizsgálati módszerei SEM (pásztázó elektronmikroszkópia) TEM (transzmissziós elektronmikroszkópia) HRTEM (nagy felbontású TEM) AFM és STM (atomi-erők- és pásztázó- alagút-mikroszkópia) Ülepítési módszerek (ultracentrifuga) Ozmózis nyomás Fényszórás (dinamikus és sztatikus) Az alak szerepe: Aggregáció sebessége és gélesedés (gélpont) 80 nm-es szilika részecskékre szorbeált 5 nm-es ZnO részecskék, SEM

16 Korszerű szerkezetvizsgálati eszközök: STM (1981, Binnig & Rohrer) AFM („scanning probe microscopes”) HRTEM Látni és manipulálni atomi, molekuláris szinten Pénz és filozófia (transzhumanizmus) A részecske méret (alak) vizsgálati módszerei (a fejlődés felgyorsulása a 80-as évektől)

17 AFM-tű, nanopencil, nanolitográfia Hongjie et al.

18 Thomas Newman (diák) Stanford Egyetem, 1985 e-beam litográfia Dickens: A Tale of Two Cities első oldala A betűk kb. 50 nm szélesek, a terület néhány négyzetmikrométeres. szeged.hu/NT01/Nanotec h%20iparok.pdf


Letölteni ppt "Diszperziók (nanorészecskék) előállítása 1. Dezintegrálás (diszpergálás, dezaggregálás) Munkavégzés szükséges (több új felület) 2. Kondenzálás (nukleáció)"

Hasonló előadás


Google Hirdetések