 | Фундаментальные основы механической активации, механосинтеза и механохимических технологий / [В.В.Болдырев и др.]; отв. ред. Е.Г.Аввакумов; Рос. акад. наук, Сиб. отд.-ние, Ин-т химии твердого тела и механохимии [и др.]. - Новосибирск: Издательство СО РАН, 2009. - 343 с. - (Интеграционные проекты СО РАН; вып. 19)
| |
ВВЕДЕНИЕ ........................................................ 5
Глава 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ МЕХАНОХИМИИ
(В.В. Болдырев) ................................................ 10
1.1 Свойства твердых тел, фазовые превращения при
контролируемых механических воздействиях, влияние
гидростатического давления ................................ 11
1.2 Механическое воздействие давления со сдвигом на физико-
химические свойства твердых тел и химические реакции с
их участием ............................................... 14
1.3 Механическая активация и механохимические реакции в
мельницах ................................................. 15
1.4 Использование механохимии и механической активации
в промышленности .......................................... 26
Глава 2 ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
ПОД ВЛИЯНИЕМ МЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ............................ 29
2.1 Влияние механической активации на неорганические
вещества .................................................. -
2.1.1 Моделирование механохимических процессов методом
индентирования монокристаллов (М.В. Чайкина) ....... -
2.1.2 Влияние механической активации на синтез катодных
и анодных материалов для литиевых аккумуляторов:
исследование структуры и электрохимических
свойств (Н.В. Косова, Е.Т. Девяткина) .............. 46
2.1.2.1 Катодные материалы ........................ 47
2.1.2.2 Анодные материалы на основе оксидов
лития и титана ............................ 57
2.1.3 Механическая активация магния с добавками
гидридов ванадия или ниобия для интенсификации
процессов аккумулирования водорода
(И.Г. Констанчук, К.Б. Герасимов) .................. 61
2.1.4 Влияние механической и термической активации на
формирование наноструктурированного оксида
циркония (П.Н. Кузнецов, Л.И. Кузнецова,
А.М. Жижаев) ....................................... 68
2.1.4.1 Влияние катионов Ме3+ на формирование и
свойства оксидных фаз при термической
обработке аморфного гидроксида циркония ... 70
2.1.4.2 Формирование оксидных фаз при
механической активации катион-
промотированного гидроксида циркония ...... 74
2.1.4.3 Особенности формирования оксидных фаз
из анион-модифицированного гидроксида
циркония .................................. 80
2.1.5 Структурно-химические изменения природных
минералов под влиянием механической активации
(Т.С. Юсупов, Л.Г. Шумская, Е.А. Кириллова) ........ 86
2.1.5.1 Механическая активация сульфидных
минералов ................................. 87
2.1.5.2 Механическая активация фосфоритов в
присутствии добавок цеолитов .............. 92
2.2 Влияние механической активации на молекулярные
кристаллы ................................................. 97
2.2.1 Влияние высоких давлений на кристаллы
лекарственных веществ и аминокислот
(Е.В. Болдырева) ................................... --
2.2.1.1 Лекарственные вещества .................... 99
2.2.1.2 Аминокислоты ............................. 101
2.2.2 Получение метастабильных состояний лекарственных
веществ с помощью механохимических методов
(Т.П. Шахтшнейдер, С.А. Мызь, А.С. Медведева,
В.В. Болдырев) .................................... 102
2.2.2.1 Получение лекарственных веществ в
аморфном состоянии при криогенном
измельчении с поливинилпирролидоном ...... 103
2.2.2.2 Влияние механической обработки на смеси
индометацина с полимерами ................ 115
2.2.2.3 Нанокомпозиты пироксикама с
неорганическими оксидами ................. 118
Глава 3 ВОПРОСЫ ТЕОРИИ И ПРИМЕНЕНИЯ МЕХАНОХИМИЧЕСКОГО
СИНТЕЗА НЕОРГАНИЧЕСКИХ И ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ .............. 127
3.1 Макрокинетика механохимического синтеза в гетерогенных
системах (В.К. Смоляков, О.В. Лапшин, В.В. Болдырев) ..... ---
3.1.1 Математическая модель ............................. 128
3.1.1.1 Уравнение химического превращения ........ ---
3.1.1.2 Уравнения динамики избыточной энергии .... 130
3.1.1.3 Уравнение теплового баланса .............. 132
3.1.1.4 Уравнение динамики площади реакционной
поверхности .............................. 133
3.1.1.5 Уравнение кинетики гетерогенной
реакции .................................. 134
3.1.1.6 Начальные условия ........................ ---
3.1.2 Исследование математической модели ................ ---
3.1.2.1 Синтез в предварительно активированной
системе .................................. 136
3.1.2.2 Одностадийный синтез ..................... 144
3.2 Мягкий механохимическии синтез как метод получения нано
дисперсных частиц оксидных материалов (Е.Г. Аввакумов,
Л.Г. Каракчиев, А.А. Гусев) .............................. 148
3.2.1 Цирконийсодержащие соединения ..................... 151
3.2.2 Алюмосодержащие соединения ........................ 166
3.3 Механохимический синтез наноферримагнетиков, их
магнитные свойства и применение в медицине
(О.Г. Терехова, В.И. Итин, А.А. Магаева, Е.П. Найден,
Ю.М. Максимов) ........................................... 181
3.3.1 Механохимический синтез наноферримагнетиков ....... 182
3.3.2 Магнитные свойства и параметры структуры
синтезированных наноразмерных порошков
ферримагнетиков ................................... 189
3.3.3 Влияние старения на фазовый состав, структуру и
магнитные свойства наноразмерных
ферримагнетиков ................................... 195
3.4 о возможных механизмах механохимических реакций на
примере синтеза алюминатов и силикатов лантана
(Е.Г. Аввакумов, М.В. Чайкинав) .......................... 199
3.4.1 Синтез алюмината лантана .......................... 200
3.4.2 Синтез силикатов лантана со структурой апатита .... 204
3.5 Разработка механохимических методов синтеза
бороводородных СОЕДИНЕНИЙ (К.Г. Мякишев, Е.А. Ильинчик,
В.В. Волков) ............................................. 213
3.5.1 Синтез тетраборатов переходных металлов ........... 214
3.5.2 Синтез летучих борсодержащих соединений ........... 219
3.5.3 Практическое использование бороводородных
соединений ........................................ 227
3.6 Механохимический синтез производных природного
алкалоида лаппаконитина и синтетического лекарственного
средства пироксикама (И.А. Панкрушина, И.А. Никитина,
Е.И. Черняк, С.А. Мызь, Т.П. Шахтшнейдер,
В.В. Болдырев) ........................................... 228
3.6.1 Механохимический синтез производных
лаппаконитина ..................................... 230
3.6.2 Механохимическое ацилирование пироксикама ......... 235
Глава 4 ВЛИЯНИЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКИ СИНТЕЗИРОВАННЫХ ОКСИДОВ НА
СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
(А.А. Охлопкова, С.Н. Попов, П.Н. Петрова, С.А. Слепцова) ..... 241
4.1 Объекты и методы исследования
4.2 Комплексное модифицирование политетрафторэтилена
полимерным и неорганическим наполнителями ................ 242
4.3 Использование алюмомагниевой шпинели для упрочнения
изделий из полиэтилена ................................... 248
Глава 5 МЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АКТИВАЦИИ В КАТАЛИЗЕ
(Р.А. Буянов, В.В. Молчанов, Л.А. Исупова, С.В. Цибуля) ....... 252
5.1 Использование механохимического метода в приготовлении
катализаторов ............................................ 253
5.1.1 Синтез высокотемпературных сверхпроводящих
систем в условиях высокого давления кислорода ..... ---
5.1.2 Механохимический синтез нанокомпозитов флюорит-
перовскит (CeO2-LaMeO3, Me = Mn, Co, Fe) .......... 254
5.1.3 Разработка механохимического метода синтеза
платиноуглеродных каталитических систем ........... 262
5.1.4 Разработка механохимического метода синтеза
высокодисперсного карбида вольфрама ............... 263
5.2 Механохимическая деструкция сложных соединений ........... 265
5.3 Влияние механической активации на каталитические
свойства ................................................. 267
5.3.1 Влияние механической активации на реакционную
способность и каталитическую активность оксида
ванадия ........................................... ---
5.3.2 Влияние механохимической активации на
селективность оксидных катализаторов .............. 269
5.4 Механохимический катализ ................................. 274
5.4.1 Изучение механохимических каталитических реакций
селективного окисления в условиях высокого
давления кислорода ................................ ---
5.4.2 Механохимические реакции образования аммонийных
солей органических кислот в условиях повышенного
давления аммиака .................................. 275
5.4.3 Преимущества и возможные механизмы инициирования
каталитических реакций в условиях механической
активации ......................................... 277
Глава 6 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНО-
АКТИВИРУЮЩИХ АППАРАТОВ (Е.Г. Аввакумов) ....................... 280
6.1 Классификация измельчителей-активаторов по принципам
работы и видам механических воздействий .................. 281
6.2 Разработка новых конструкций центробежных мельниц и
определение их эффективности ............................. 290
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................... 296
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................. 300
|
| В монографии обобщены результаты многолетних исследований по изучению природы механохимических процессов в неорганических и органических твердых веществах, протекающих при воздействии высокоэнергетического измельчения и высоких давлений в специально созданных аппаратах. Приведены результаты исследований изменения структуры, электронных и магнитных свойств и реакционной способности твердых тел под влиянием механической активации и высоких гидростатических давлений и сдвиговых деформаций, процессов образования новых и разупорядоченных фаз в практически важных неорганических и органических (лекарственных) веществах. Предложен метод регулирования указанных изменений путем изменения механических нагрузок и введения гетерогенных добавок. Исследованы закономерности и механизмы протекания механохимических реакций в смесях неорганических и органических соединений. В монографии содержатся оригинальные экспериментальные данные, новые подходы к интерпретации механизмов механохимических реакций, в частности, новая математическая модель таких реакций и возможные механизмы реакций синтеза из смесей гидратированных оксидов. Предложены новые, нетрадиционные и высокоэффективные методы синтеза, приоритет в разработке которых принадлежит сотрудникам Сибирского отделения РАН. Созданы основы для решения многих практических задач. В частности, для получения катодных и анодных материалов для литиевых аккумуляторов, интенсификации процессов аккумулирования водорода, получения метастабильных состояний лекарственных препаратов, для получения нанодисперсных систем с использованием оксидных материалов и наноферро-магнегиков, для синтеза бороводородных соединений, получения композитных материалов, включающих органические системы с неорганическими наполнителями, использования механохимических методов при синтезе катализаторов. Рассмотрены современные тенденции в развитии измельчительно-активирующей техники для целей активации и перспективы ее применения для переработки природного и техногенного сырья. Описаны созданные в рамках проекта новые измельчительно-активирующие аппараты и приведены экспериментальные данные, показывающие их преимущества перед известными аппаратами.
Монография предназначена для специалистов в области химической технологии и прикладного материаловедения, для научных и инженерно-технических работников, аспирантов и студентов химических и химико-технологических факультетов высших учебных заведений.
|
Выпуски
|
