Синтез гидроксида никеля методом контролируемого двухструйного осаждения
Аннотация
ТВЁРДООКСИДНЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (ТОТЭ), ГИДРОКСИД НИКЕЛЯ, ДВУХСТРУЙНОЕ КОНТРОЛИРУЕМОЕ ОСАЖДЕНИЕ, НИТРАТ НИКЕЛЯ, ГИДРОКСИД НАТРИЯ, МИКРОСКОПИЯ, АНАЛИЗ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА.
Целью данной работы является отслеживание эволюции дисперсного состава оксида никеля и изучение условий получения узкодисперсного порошка методом двухструйного контролируемого осаждения, который не будет спекаться и агрегировать, будет пригодным для использования в ТОТЭ.
Объектом исследования является гидроксид никеля (II). Предмет исследования – процесс осаждения гидроксида никеля двухструйным контролируемым методом.
В рамках сформулированной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучение и анализ научно-технической литературы в рамках исследования функционала ТОТЭ, свойства гидроксида никеля, оксида никеля, щелочи, аммиака, возможные методы осаждения.
2. Приготовление необходимых для работы растворов; разработка проведения и выполнение процессов осаждения, сушки и обжига.
3. Анализ микроструктуры и фазового состава полученных данных после осаждения, сушки и обжига на анализаторе и микроскопе.
Полученные в ходе проведения эксперимента данные представляют практический интерес.
Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы её цель и задачи, приведен перечень использованных методов, обозначены объект и предмет исследования.
В первой главе представлен аналитический обзор научно-технической литературы об использовании ТОТЭ и требованиях к анодным материалам, о свойствах никеля и его соединения, а также сделан обзор возможных методов синтеза.
Во второй главе детально описаны все используемые процессы и аппаратура, проводимые во время исследования; представлены фотографии.
В третьей главе представлены все результаты исследования, в том числе размеры частиц, определенные на анализаторе, микроснимки итоговых образцов после каждого этапа процесса.
В заключении подведены итоги выполненной работы и сформулированы направления дальнейших исследований.
На основании проведенных экспериментов и анализа полученных данных на анализаторе и микроскопе, изучив все полученные характеристики, влияние условий среды, проведя процессы осаждения, фильтрации, сушки и обжига, мы получили 4 разных образца при разных постоянных значениях рН: один осажденный аммиаком и три – щелочью. Не все образцы получились идеально, но применение для них есть. Если необходимо будет приготовить 10-микронный порошок – то для этой цели лучше подойдет использование постоянного рН=9, так как в результате получается очень хороший размер частиц, легко распадается на всех стадиях, диапазон разброса частиц небольшой. Если необходимо приготовить более мелкий порошок – микронный- то лучше всего подойдет использование при постоянном значении рН=8, так как при таком условии был получен хороший мелкий порошок, но в процессе образовывался пик агрегации, который можно попытаться побороть промывкой, но условия этой промывки не были изучены, так как время проведения опытов было ограничено.
Рекомендовано продолжить испытания для получения узкодисперсного порошка оксида никеля при осаждении щелочью при рН=8 с условием дополнительной промывки; и продолжить увеличение значения рН для дальнейшего возможного получения необходимого порошка.
Целью данной работы является отслеживание эволюции дисперсного состава оксида никеля и изучение условий получения узкодисперсного порошка методом двухструйного контролируемого осаждения, который не будет спекаться и агрегировать, будет пригодным для использования в ТОТЭ.
Объектом исследования является гидроксид никеля (II). Предмет исследования – процесс осаждения гидроксида никеля двухструйным контролируемым методом.
В рамках сформулированной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучение и анализ научно-технической литературы в рамках исследования функционала ТОТЭ, свойства гидроксида никеля, оксида никеля, щелочи, аммиака, возможные методы осаждения.
2. Приготовление необходимых для работы растворов; разработка проведения и выполнение процессов осаждения, сушки и обжига.
3. Анализ микроструктуры и фазового состава полученных данных после осаждения, сушки и обжига на анализаторе и микроскопе.
Полученные в ходе проведения эксперимента данные представляют практический интерес.
Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы её цель и задачи, приведен перечень использованных методов, обозначены объект и предмет исследования.
В первой главе представлен аналитический обзор научно-технической литературы об использовании ТОТЭ и требованиях к анодным материалам, о свойствах никеля и его соединения, а также сделан обзор возможных методов синтеза.
Во второй главе детально описаны все используемые процессы и аппаратура, проводимые во время исследования; представлены фотографии.
В третьей главе представлены все результаты исследования, в том числе размеры частиц, определенные на анализаторе, микроснимки итоговых образцов после каждого этапа процесса.
В заключении подведены итоги выполненной работы и сформулированы направления дальнейших исследований.
На основании проведенных экспериментов и анализа полученных данных на анализаторе и микроскопе, изучив все полученные характеристики, влияние условий среды, проведя процессы осаждения, фильтрации, сушки и обжига, мы получили 4 разных образца при разных постоянных значениях рН: один осажденный аммиаком и три – щелочью. Не все образцы получились идеально, но применение для них есть. Если необходимо будет приготовить 10-микронный порошок – то для этой цели лучше подойдет использование постоянного рН=9, так как в результате получается очень хороший размер частиц, легко распадается на всех стадиях, диапазон разброса частиц небольшой. Если необходимо приготовить более мелкий порошок – микронный- то лучше всего подойдет использование при постоянном значении рН=8, так как при таком условии был получен хороший мелкий порошок, но в процессе образовывался пик агрегации, который можно попытаться побороть промывкой, но условия этой промывки не были изучены, так как время проведения опытов было ограничено.
Рекомендовано продолжить испытания для получения узкодисперсного порошка оксида никеля при осаждении щелочью при рН=8 с условием дополнительной промывки; и продолжить увеличение значения рН для дальнейшего возможного получения необходимого порошка.