Исследовательская работа по химии "Получение наночастиц кремнезема из природного Атемарского диатомита "
В работе освещены вопросы получения и изучения наночастиц кремнезема из природного Атемарского диатомита. Представлены тезисы и презентация к работе.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 Исследовательская работа | 2.31 МБ |
| Тезисы к работе | 36.5 КБ |
 Презентация к работе | 1.12 МБ |
Предварительный просмотр:
Предварительный просмотр:
Получение наночастиц кремнезема из природного Атемарского диатомита (тезисы)
Автор: ученица 10 «А» класса Касаткина Елизавета
Руководитель: учитель химии Нормайкина И.Н.
Научный консультант: доцент кафедры аналитической химии МГУ им. Н.П.Огарёва Седова А.А.
Цель работы: получить и исследовать наночастицы кремнезема. Задачи исследования:
- Изучить состав Атемарского диатомита.
- Изучить условия получения кремнезема из природного диатомита.
- Установить выход кремнезема из диатомита.
- Исследовать структура полученного кремнезема. С помощью оптического микроскопа установить размер частиц порошка.
Методы исследования:
- гравиметрический метод
- метод анализа
Научно-практическое значение
В настоящее время наблюдается значительный рост потребления аморфных кремнеземов в мировой промышленности. Помимо традиционного их использования в качестве добавок в резину, пластмассу, бумагу, для изготовления клеев, жидкого стекла, керамики, адсорбентов и т.д. Значительно увеличивается потребление нанодисперсного химически чистого аморфного кремнезема в высокотехнологичных отраслях промышленности. Поэтому необходимо разрабатывать новые технологии для получения аморфного кремнезема.
В качестве исходного материала для получения аморфного кремнезема в нашей стране служит кремнеземсодержащее сырье, к которому относятся диатомиты, трепел и опока. Эти породы состоят в основном на 60-80% по массе из различных модификаций диоксида кремния. Диатомит — осадочная горная порода, состоящая преимущественно из раковинок диатомовых водорослей; обычно рыхлая или слабо сцементированная, светло-серого или желтоватого цвета. В различных количествах в диатомитах встречаются шарики (глобулы) опала, не имеющие органогенной структуры, а также обломочные и глинистые минералы. Диатомит обладает большой пористостью, способностью к адсорбции, плохой тепло- и звукопроводностью, тугоплавкостью и кислотостойкостью.
Сырьевой базой кремнеземсодержащего сырья для получения кремнезема в Республике Мордовия могут служить два месторождения диатомита - Атемарское и Анучинское с суммарными запасами 21106 тыс. м3.
По результатам исследования сделаны выводы:
1. Изучен состав Атемарского диатомита. Установлено, что он состоит на 79,50% из диоксида кремния.
- Изучены условия получения кремнезема из природного диатомита.
Необходимыми условиями являются: сплавление породы в присутствии щелочного плавня; выделение кремнезема из кислых растворов (солянокислых); обильное промывание полученного кремнезема кислотой и водой. - Установлен выход кремнезема из диатомита, который составил 87,11- 81,06%. Показано, что образец загрязнен хлоридами. При промывании водой получен более чистый образец.
4. Исследована структура полученного кремнезема. Показано, что получен аморфный, тонкодисперсный порошок кремнезема. С помощью оптического микроскопа установлено, что размер частиц порошка кремнезема составил меньше 5 мкм, после промывания 1%-ным раствором соляной кислоты и 10-15 мкм, после промывания водой.
Список используемой литературы
1. В.Н. Иваненко, Я.Г. Белик – Кремнистые породы и новые возможности их применения. 1970 год; с.5-11
2.Н.Н.Методические рекомендации по применению классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов полезных ископаемых – Кремниевые породы; М: 2007 год, с.5-19
3.http://www.steklovolokno-rus.ru/
4.Айлер Р.К. Химия кремнезема: Пер. с англ. Т.1,2 / Р.К. Айлер – М.: Мир, 1982. – 712с.
5. http://www.nanorf.ru/том5/№1-2 2010 / Российские нанотехнологии/
6. Гроцкий Б.Б. Модифицированный золь-гель метод синтеза мезопористого диоксида кремния и изучение оптических свойств просветвляющих поктрытий на его основе / Б.Б. Гроцкий, А.А. Бабин, Ю.А. Мамаев, М.А. Лопатин и др. // Журнал прикладной химии, 2009. Т.82. Вып 11. – 1785-1790с
7. http://www.RusNanoNet.ru/
8. Ушакова Н.Н. Пособие по аналитической химии / Н.Н. Ушакова, Е.Р. Николаева, С.А.Моросанова – Изд-во Московского ун-та, 1978. – 132с.
9. Сунин А.Н. Методические указания к практикуму по количественному анализу / А.Н. Сунин, А.А. Седова, А.А.Рыбкина – Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 2005 -40с.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Цель работы – получить и исследовать наночастицы кремнезема Задачи исследования : - Изучить состав Атемарского диатомита. - Изучить условия получения кремнезема из природного диатомита. - Установить выход кремнезема из диатомита. - Исследовать структура полученного кремнезема. С помощью оптического микроскопа установить размер частиц порошка.
Литературный обзор Нанодисперсный кремнезем - важнейший природный объект и основной компонент оксидных материалов, получаемых золь-гель методом. За последние десятилетия разработаны промышленные методы получения высокодисперсных концентрированных золей кремнезема. Они выпускаются в большом ассортименте: размер частиц может составлять от 5 до 25 нм, а концентрация дисперсной фазы — до 30-50 мас.% . стадии процесса и т.д. В Мордовии в Саранском районе близ с. Атемар - месторождение диатомита (8,2 млн ). Согласно представленным сведениям на Атемарском месторождении диатомитов в 2007 г. добыто около 1 тыс. м. Основной потребитель кремнистых пород — цементная промышленность, где они используются в качестве активных минеральных добавок, которые устраняют вредное влияние гидрата оксида кальция, переводя его в трудно растворимые в воде гидросиликаты кальция.
Применение диатомитовых изделий
Преимущества диатомитовых изделий ● ● Изделия из кремнеземного стекла чрезвычайно инертны к большинству химических реагентов, стойки к органическим и минеральным кислотам любых концентраций даже при повышенной температуре, а также к слабым щелочам, расплавленным металлам и сплавам. ● Обладают высокой химической стойкостью к воде и пару высокого давления, способны поглощать влагу, но не расщепляются в присутствии воды, стабильны в вакууме ● Материалы на основе кремнезема приобретают низкую теплопроводность, позволяют осуществлять эффективную электроизоляцию в условиях высоких температур. ● Благодаря уникальным свойствам кремнеземные материалы эффектно работают при высоких температурах и давлениях, в условиях влажности, агрессивных сред и повышенной радиации.
Экспериментальная часть
Таблица 1. Результаты химического анализа Атемарского диатомита (n=3, =4.3, p=0.95 ). Определяемые параметры ω,%= Влажность 5.78±0.26 Потери при прокаливании 8.79±0.11 SiO₂ 79.2±0.35
Таблица 2. Значения рН в процессе получения кремнезема № п / п рН Промывная жидкость Объем раствора до фильтро - вания , мл после выщела - чивания до фильтро - вания после фильт - рования и промывания промыв ной жидкости 1 13,96 0,11 0,31 0,52 1%-ная НСl 60 2 13,78 0,16 0,44 0,52 1%-ная HCl 150 3 13,78 0,02 0,35 1,08 0,5%-ная НСl 60 4 13,76 0,07 0,47 5,00 вода 60 5 13,21 0,84 1,06 5,00 вода 150 6 13,21 1,19 1,50 5,00 вода 150
Таблица 3. Выход кремнезема из диатомита и определение его чистоты (n=3, =4.3, p=0.95 ). № п / п m , г диатомита m,г ω,%= ƞ - ВЫХОД продукта 1 1,0024 0,8732 87,11 ± 0,23 2 1,0050 0,8854 88,10 ± 0,20 3 1,0054 0,8690 86,43 ± 0,19 4 1,0070 0,8322 82,64 ± 0,17 5 1,0061 0,8234 81,84 ± 0,21 6 1,0080 0,8171 81,06 ± 0,15
Выводы 1. Изучен состав Атемарского диатомита. Установлено, что он состоит на 79,50% из диоксида кремния. 2. Изучены условия получения кремнезема из природного диатомита. Необходимыми условиями являются: сплавление породы в присутствии щелочного плавня; выделение кремнезема из кислых растворов (солянокислых); обильное промывание полученного кремнезема кислотой и водой. 3. Установлен выход кремнезема из диатомита, который составил 87,11- 81,06%. Показано, что образец загрязнен хлоридами. При промывании водой получен более чистый образец. 4. Исследована структура полученного кремнезема. Показано, что получен аморфный, тонкодисперсный порошок кремнезема. С помощью оптического микроскопа установлено, что размер частиц порошка кремнезема составил меньше 5 мкм, после промывания 1%-ным раствором соляной кислоты и 10-15 мкм, после промывания водой.
Горячо - холодно
Астрономический календарь. Март, 2019
Пустой колос голову кверху носит
Невидимое письмо
Прекрасная арфа