Международная конференция посвящённая 80-летию исследований в области физики и химии аэрозолей в Карповском институте (Москва, 17 20 сентября 2012 г.)




НазваниеМеждународная конференция посвящённая 80-летию исследований в области физики и химии аэрозолей в Карповском институте (Москва, 17 20 сентября 2012 г.)
страница8/10
Дата конвертации03.12.2012
Размер1.18 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СЕТКАХ



Негин А.Е.1, Кирш А.А.2


1ФГУП «НИФХИ им. Л.Я. Карпова», Москва

2НИЦ «Курчатовский институт», Москва


Тонкие металлические сетки широко используются в качестве диффузионных батарей (ДБ) при определении коэффициентов диффузии взвешенных в газе частиц нанометрового диапазона размеров. По доле проскочивших через ДБ частиц при известной скорости определяют коэффициент захвата, который однозначно связан с коэффициентом диффузии точечных частиц. Простота и точность метода стимулируют попытки расширения диапазона измеряемых частиц. В случае увеличения размера частиц следует учитывать влияние их собственного размера на осаждение на проволочке, которое зависит от радиуса частиц и влияния дальнодействующих (запаздывающих) сил Ван-дер-Ваальса. Необходимо учитывать также, что частица движется около поверхности проволочки в кнудсеновском слое, толщина которого соизмерима с радиусом частиц. В [1] применяли сетки для анализа размеров субмикронных частиц на основе теории «веерного» модельного фильтра с учётом конечного размера частиц, однако в этой работе было допущено много неточностей. Отметим, что исследование осаждения субмикронных аэрозольных частиц на металлических сетках при малых числах Рейнольдса представляет самостоятельный интерес, поскольку сетки являются простым и доступным модельным фильтром, позволяющим изучать механизмы осаждения частиц при самых разных условиях. В данном сообщении приводятся результаты измерений осаждения монодисперсных незаряженных частиц из разных веществ с диаметром от 0,2 до 1 мкм в 100  300 сетках с диаметром проволочек 30 мкм при скорости менее 10 см/с, что соответствовало условиям наибольшего проскока частиц, когда вклад различных механизмов осаждения мал и соизмерим. Из измерений перепада давления в сетках при течении разреженного воздуха найден коэффициент в формуле, учитывающий скольжение. Показано, что экспоненциальная зависимость проскока частиц от числа сеток сохраняется для частиц с размером до 1 мкм. Получено согласие экспериментальных значений проскоков с расчётными и показана возможность использования сеточных диффузионных батарей для определения среднего размера аэрозольных частиц в субмикронном диапазоне размеров.

Работа поддержана РФФИ (проект № 10-03-01081а).



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


1. Cheng Y.S., et al. // Use of wire screens as a fan model filter // Aerosol Sci. Tech. – 1985. - V.4. – С. 165  174


ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДНЫХ ГРАФЕНОВЫХ

СУСПЕНЗИЙ В ПРИСУТСТВИИ ПАВ


Николаева А.В.1, Данилов Е.А.1, Самойлов В.М.1, Ляпунов А.Я.2

1ОАО «НИИграфит», Москва; 2ИХФ им. Н.Н. Семенова РАН, Москва


Одним из основных направлений развития прикладных наук в последние годы является получение материалов, модифицированных наночастицами, причём особый интерес представляют углеродные наночастицы (углеродные нанотрубки, графен и др.). Стадией, определяющей конечные свойства таких материалов, является, как правило, стадия смешения компонентов, на которой требуется достигнуть максимально однородного распределения наночастиц в объёме материала, минимизируя степень их агрегированности. В свете этого крайне актуальным представляется получение стабильных суспензий наночастиц возможно большей дисперсности.





a) Полиглицидиловый эфир 1,1,11-тригидроэйкозофтор-ундеканолата Na, С26Н28О11F20 Na6





б) 1,3,5-три-N-(п-карбоксиамино)фенил-симм-триазин С23H18N6O6 (ТКАФТ)





в) п-додецилбензилсульфат натрия C18H29SO4Na (ДБСС)





г) алкил (С11-13)-триметиламин C14-16H32-36N (АТМ)





д) Натриевая соль диоктилсульфосукцината ,С20Н37ΝаО7S


Рисунок 1 - Временная стабильность дифференциальных функций распределения частиц по размерам для водных суспензий графена в присутствии различных ПАВ


Цель работы – разработка коммерчески привлекательных и экологически безвредных способов получения устойчивых суспензий углеродных наночастиц в воде. Получены суспензии графена в присутствии поверхностно-активных веществ (ПАВ) под воздействием ультразвуковой обработки на диспергаторе типа УЗДН с выходной мощностью до 200 Вт. Время ультразвуковой обработки варьировали от 10 до 360 мин.

В качестве исходного материала для получения графеновых суспензий использовался порошок среднезернистого искусственного графита ВПП со средним размером частиц около 3 мкм. Для эксфолиации частиц графита использовались различные ПАВ в концентрации 0,6 мг/мл. Полученные суспензии «графеновых» наночастиц имели концентрацию от 6 до 30 мг/мл.

Эффективность использованных ПАВ оценивали методом лазерной дифракции при использовании лазерного анализатора размеров частиц фирмы Fritsch (Германия) «Analysette 22 COMPACT с диапазоном измерения 0,3 - 300 мкм [1]. Для предотвращения погрешностей измерений, связанных с загрязнениями воды посторонними включениями, воду для приготовления суспензий очищали с помощью системы обратно-осмотической фильтрации.







Рисунок 2 - Микрофотография водной суспензии графена, полученной путём диспергирования в присутствии неионогенного фторсодержащего ПАВ


На рисунке 1 приведены данные о временной стабильности дифференциальных функций распределения частиц по размерам, определённых методом лазерной дифракции, для водных суспензий графена в присутствии различных ПАВ. Время выдержки пробы в измерительной ячейке прибора варьировали от 1 до 90 минут.

Из рисунков 1, а – 1, в видно, что в присутствии анионного фторсодержащего ПАВ и ПАВ, содержащих ароматические структуры в составе гидрофобной части, суспензии ведут себя относительно стабильно и лишь на девяностой минуте измерения появляется незначительное количество ассоциатов.

Далее, из рисунков 1, г, 1, д видно, что диспергирование порошка графита в присутствии ПАВ с гидрофобной частью алифатической структуры, не содержащей фтор, не столь эффективно, так как появление ассоциатов происходит уже на второй минуте измерения и с течением времени их количество значительно возрастает.

Полученные данные, на наш взгляд, могут быть объяснены различиями в строении использованных ПАВ. Так, введение катионного ПАВ АТМ оказывает наименьшее влияние на снижение размера частиц в водных суспензиях графита. Этот факт можно объяснить, во-первых, принципиально низкой эффективностью ПАВ алифатической структуры для стабилизаций графитовых суспензий и эксфолиации графита (см. ниже), и, во-вторых, частичной нейтрализацией положительного заряда катиона при взаимодействии с хемосорбированным и ковалентно связанным кислородом на поверхности графеновых плоскостей.

Высокая эффективность фторсодержащих ПАВ обусловлена, видимо, тем, что из всех галогенов фтор образует наиболее прочные связи с углеродом. Кроме того, фтор - наиболее электроотрицательный из всех элементов (электроотрицательность 4,0 по шкале Полинга), что при учёте малого атомного радиуса фтора приводит к образованию сильнополярных неполяризуемых молекулами воды группировок. Это обеспечивает высокую гидрофобность фторсодержащих ПАВ даже по сравнению с насыщенными углеводородами и слабое взаимодействие молекул ПАВ между собой, что приводит к крайне низкому поверхностному натяжению водных растворов фторсодержащих ПАВ, и служит причиной высокой дисперсности и стабильности суспензий гидрофобных частиц в присутствии таких ПАВ [2-4].

С другой стороны, имеются многочисленные [5] данные о повышенной эффективности ПАВ, содержащих в своей структуре ароматические циклы. Повышение седиментационной устойчивости и снижение размеров агломератов объясняется в данном случае, во-первых, высокой энергией нековалентного π-π-взаимодействия между конденсированной системой графеновой плоскости и ароматическим фрагментом гидрофобной части ПАВ. Резкое повышение эффективности эксфолиации и стабильности суспензий особенно заметно при сопоставлении влияния додецилбензилсульфата натрия и октилсульфата натрия (рисунки 1, в и 1, д, соответственно), фактически отличающихся лишь наличием ароматического фрагмента в структуре последнего. Более того, из сравнения дифференциальных кривых распределения частиц по размерам для ТКАФТ и ДБСС видно (рисунки 1,б и 1,в), что с увеличением количества компланарных ароматических циклов в структуре ПАВ происходит уменьшение размера частиц и рост стабильности суспензий (уменьшение количества крупных агломератов).

Полученные суспензии были также исследованы методом просвечивающей электронной микроскопии. На рисунке 2 приведена микрофотография суспензии графена, полученной путём диспергирования в присутствии неионогенного фторсодержащего ПАВ, выполненная на электронном просвечивающем микроскопе JEOL 8000.

На приведённых микрофотографиях видны полупрозрачные (слабоконтрастные) участки, указывающие на наличие однослойных графеновых структур.

Таким образом, предложенная нами методика, включающая ультразвуковое диспергирование графита в присутствии неионогенного или анионного фторсодержащих ПАВ, а также ПАВ, содержащих в своей структуре ароматические циклы, позволяет получать седиментационно устойчивые суспензии графеновых структур с размером частиц от 20 до 1,5 мкм в плоскости слоя. Данные суспензии пригодны для анализа отдельных частиц и установления их морфологии, а также для использования при получении экспериментальных наноструктурированных материалов.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


1 FRITSCH GmbH Manufacturers of Laboratory Instruments Imager-05-07-3/P

2 Ланге В.Р. // Поверхностно-активные вещества. Синтез. Свойства. Применение / пер. с англ. под научн. ред. Л.П. Зайченко – СПб.: Профессия, 2005 – 240 с.

3 Исикава И. // Соединения фтора: Синтез и применение. – М.: Мир, 1990

4 Холмберг К., Йёнссон Б., Б. Кронберг, Б. Линдман // Поверхностно- активные вещества и полимеры в водных растворах / пер. с англ. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. – 528 с.

5. Lin S, Shih C-J, Strano MS, Blankschtein D. // Molecular insights into the surface morphology, layering structure, and aggregation kinetics of surfactant-stabilized grapheme dispersions // J. Am. Chem. Soc. – 2011. - V. 133, No. 32. - C. 12810–12823

6. Streletskii A.N. // Measurement and Calculation of Main Parameters of Powder Mechanical Treatment in Different Mills // in: Mechanical Alloying for Structural Applications. Proceedings of the 2-nd International Conference of Mechanical Alloying 20-22 September, 1993, Vancouver, Canada. Ed. by J.J. deBarbadillo, F.H. Froes, and R. Swartz. - C.51-58

7. Bonaccorso F., Sun Z., Hasan T., Ferrari A.C. // Graphene composites for ultrafast photonics, 17th Microoptics Conference (MOC II), Sendai, Japan, Oct. 30 - Nov. 2, 2011, Е3- C. 5

8. Yumin Sim, June Park, Yu Jin Kim, Maeng-Je Seong, Chung-Ang, Seunghun Hong // Synthesis of Graphene Layers Using Graphite Dispersion in Aqueous Surfactant Solutions // Journal of the Korean Physical Society. – 2011. - V. 58, No. 4. - C. 938 – 942


Тонковолокнистые материалы для средств ЗАЩИТЫ

от озона ПЕРСОНАЛА АЭС ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

ОЗОНИРОВАНИЯ ДЛЯ ДЕЗАКТИВАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ

И ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ


Обвинцева Л.А.1, Цыркина Т.Б.1, Шепелев А.Д.1, Сухарева И.П.1,

Дмитриева М.П.1, Аветисов А.К.1, Юрманов В.А.2, Юрманов Е.В.2

1ФГУП «НИФХИ им. Л.Я. Карпова», Москва

2ОАО «НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля», Москва


В связи с современными требованиями экологической безопасности и с целью сокращения накопления отходов на АЭС внедряются озоновые технологии. Перспективность применения озона для переработки отходов с высоким содержанием органики подтверждена опытом многих АЭС мира. Традиционные технологии дезактивации реакторного оборудования для достижения высокой эффективности предусматривают высокие концентрации реагентов и большое количество циклов многостадийной обработки, что обуславливает образование большого количества отходов. Озоновые технологии дезактивации в этом отношении обладают уникальными достоинствами. Во-первых, в качестве сильнейшего окислителя озон эффективен при концентрациях, которые на три порядка ниже концентраций всех других, применяемых с этой целью, окислителей, включая перманганат калия, а также соли церия и ванадия. Во-вторых, высокая скорость процесса отмывки достигается без поведения периодической замены отработанного раствора, что приумножает количество отходов и расход дорогостоящих реагентов. В-третьих, собственно озон не только не дает вклада в образование дополнительных отходов, но и при определённом усовершенствовании технологического процесса дезактивации на заключительном этапе используется для разложения органических компонентов дезактивирующего раствора (щавелевой кислоты и др.), тем самым значительно сокращая объём отходов.

Озон относится к токсичным веществам первого класса опасности, поэтому при работе озонаторного оборудования ограничивается его концентрация в воздухе рабочей зоны - 100 мкг/м3.

В работе представлены результаты разработки и испытаний перспективных микро- и нановолокнистых фильтрующих материалов для оснащения средств индивидуальной и коллективной защиты органов дыхания персонала одновременно от озона и аэрозолей.

Работа поддержана РФФИ, проект 12-03-01129-а.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Похожие:

Международная конференция посвящённая 80-летию исследований в области физики и химии аэрозолей в Карповском институте (Москва, 17 20 сентября 2012 г.) iconМеждународная конференция «Обратные и некорректные задачи математической физики», посвященная 75-летию академика М. М. Лаврентьева, 20-25 августа 2007 г., Новосибирск, Россия о влиянии начальных отклонений в геометрической форме
Посвященная 75-летию академика М. М. Лаврентьева, 20-25 августа 2007 г., Новосибирск, Россия

Международная конференция посвящённая 80-летию исследований в области физики и химии аэрозолей в Карповском институте (Москва, 17 20 сентября 2012 г.) iconПервая Всероссийская молодёжная научная конференция, посвящённая 125-летию биологических исследований в Томском государственном университете «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биологии»
Первая Всероссийская молодёжная научная конференция, посвящённая 125-летию биологических исследований

Международная конференция посвящённая 80-летию исследований в области физики и химии аэрозолей в Карповском институте (Москва, 17 20 сентября 2012 г.) iconG16 удк 52(063) Международная мемориальная научная конференция "Современные проблемы астрономии", посвященная 100-летию со дня рождения профессора Владимира Платоновича Цесевича Одесса, 12-18 августа 2007 г
Международная мемориальная научная конференция "Современные проблемы астрономии"

Международная конференция посвящённая 80-летию исследований в области физики и химии аэрозолей в Карповском институте (Москва, 17 20 сентября 2012 г.) iconПятая международная конференция «пылегазоочистка-2012» 25-26 сентября 2012 г., Гк измайлово, г. Москва
Вход на выставку предусмотрен только для зарегистрированных участников конференции

Международная конференция посвящённая 80-летию исследований в области физики и химии аэрозолей в Карповском институте (Москва, 17 20 сентября 2012 г.) iconМеждународная научно-техническая конференция посвященная 90 летию Московского государственного текстильного
«Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (текстиль 2009)

Международная конференция посвящённая 80-летию исследований в области физики и химии аэрозолей в Карповском институте (Москва, 17 20 сентября 2012 г.) iconМеждународная Гордоновская конференция по квантовой информатике Организаторы
Международная конференция "Ренормгруппа и связанные вопросы", посвященная Д. В. Ширкову rg 2008

Международная конференция посвящённая 80-летию исследований в области физики и химии аэрозолей в Карповском институте (Москва, 17 20 сентября 2012 г.) iconТретья международная научно-практическая конференция 21-24 сентября 2012 года
Центр философской компаративистики и социально-гуманитарных исследований философского факультета спбГУ

Международная конференция посвящённая 80-летию исследований в области физики и химии аэрозолей в Карповском институте (Москва, 17 20 сентября 2012 г.) iconПрограмма V международной конференции «пылегазоочистка-2012»
Международная Межотраслевая конференция «пылегазоочистка-2012» состоится 25-26 сентября 2012 г в конференц-зале «Москва», расположенном...

Международная конференция посвящённая 80-летию исследований в области физики и химии аэрозолей в Карповском институте (Москва, 17 20 сентября 2012 г.) iconМеждународная научно-практическая конференция «хлоропреновые каучуки и латексы. Состояние и перспективы. Производство, применение, ингредиенты-2010»
Посвященная 70-летию промышленного выпуска хлоропренового каучука севанита-наирита

Международная конференция посвящённая 80-летию исследований в области физики и химии аэрозолей в Карповском институте (Москва, 17 20 сентября 2012 г.) iconЮ. А. Чиркунов Новосибирский государственный технический университет
Международная конференция “Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика”, посвященная 90-летию...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница