AnaStankovic-MT.pdf - Institut tehniÄkih nauka SANU

More documents

Recommendations

Info

Univerzitet u Beogradu, Fakultet za fizičku hemijuAna Stanković5. 3 Mehanohemija danas - perspektivePoslednjih dvadeset godina prošloga veka istraživačka pažnja bila je usmerena nasintezu čestica što manjih dimenzija. U skladu sa pomenutim trendom u nauci, mehanohemijadispergovanih soli dala je veliki doprinos sintezi i usavršavanju novih materijala, visokihperformansi, ekonomičnim za proizvodnju ali i usavršavanju novih modernih industrijskihtehnologija. Veliki pomak u mogućnostima primene mehanohemije učinjen je u oblastifarmacije, 166 medicine (nanosenzori za detekciju pojedinačnih ćelija kancera), 167 procesimasinteze, 168 dobijanju katalizatora. 169Mehanohemijske procedure mogu se ukratko opisati kao bezbedne za životnu okolinu.Glavne prednosti u odnosu na tradicionalne tehnološke procese proizvodnje su:• Smanjenje broja proizvodnih stadijuma.• Ekološka bezbednost kao efekat isključenja operacija u kojima se koriste štetnirastvarači i druge zagađujuće komponente.• Mogućnost dobijanja metastabilnog produkta, što je izuzetno teško (ilinemoguće) ostvariti primenom tradicionalnih tehnoloških metoda.Kada se neki tehnološki problem pokuša rešiti mehanohemijskim principimaneophodno je sagledati sve opcije, prednosti i nedostatke tradicionalnih tehnoloških metodakoje su u upotrebi, kao i druge alternativne pristupe rešavanju problema. Osim što je potrebnopotvrditi mogućnost dobijanja proizvoda mehanohemijskim postupkom, neophodno jerazmotriti i mogućnost investiranja u unapređenje postojećih uređaja za sintezu, uključujućimlinove i propratnu opremu. Troškovi opreme, potrošnje energije, cena i kvalitet sirovinamoraju biti uzeti u obzir.Kao ilustracija uspešne saradnje između istraživača i zahteva savremene industrijemože se istaći primer razvoja nanokompozita (sinteza novog rastvorljivog oblika aspirina upogonima farmaceutske industrije). 170Rezultati ostvareni u eksperimentima i predstavljeni u sklopu ove magistarske tezepredstavljaju početak istraživanja u razvoju nove tehnologije za uspešnu i ekonomičnu sintezunano-keramičkih materijala.Sintetisani nanostrukturni prahovi u dobroj su korelaciji sa aktuelnim rezultatimadrugih istraživačkih grupa. Mehanohemijska sinteza ZnO materijala iz različitih prekursorskihsistema uz prisustvo neorganske inertne matrice CaCl 2 predstavlja svojevrsni iskorak u74
Univerzitet u Beogradu, Fakultet za fizičku hemijuAna Stankovićodnosu na rad McCormic et al. 172 Umesto NaCl kao inertne neorganske matrice u kojoj sufino dispergovane čestice nagrađenog ZnO ispitivan je uticaj CaCl 2 kao neorganske inertnematrice, ali i uticaj manjeg molarnog udela u polaznoj reakcionoj smeši na morfologiju idimenzije sintetisanih ZnO čestica. Aktuelne publikacije koje se odnose na mehanohemijsku140, 168, 171-174sintezu nanostrukturnog praha ZnO uz prisustvo NaCl kao PCA reagensapokazuju da je molarni udeo NaCl u reakcionoj smeši M[NaCl]:M[ZnCl 2 ]=1:10 173 odsuštinskog značaja i najverovatnije presudan u sprečavanju stvaranja agregata česticamikronskih dimenzija. Upravo ova činjenica može se uzeti kao objašnjenje samo delimičnozaustavljene aglomeracije ZnO čestica u našem sistemu u kom je kao inertna neorganskamatrica korišćen CaCl 2 . Zapreminski udeo faze proizvoda (ZnO) u finalnoj smeši mora bitiznatno manji u odnosu na rastvarač (inertnu matricu) da bi se sprečilo stvaranje aglomerata. 176Kao primer može poslužiti sinteza SnO 2 nanočestica prema hemijskoj reakciji:SnCl 2 +Ca(OH) 2 +0.5O 2 →SnO 2 +CaCl 2 +H 2 O (5.13)Analizom dobijenog praha utvrđeno je da se on sastoji od dominantnih aglomerataveličine 400 nm. Dodatkom u višku CaCl 2 polaznoj reakcionoj smeši u cilju smanjenjazapreminskog udela SnO 2 sa 29 na 9 % dijametri SnO 2 čestica iznosili su 40 nm. 176 Ovirezultati najverovatnije ukazuju na činjenicu da u našem eksperimentu nije sprečenaaglomeracija ZnO čestica usled nedovoljne količine CaCl 2 kao rastvarača.U eksperimentima u kojima je korišćen organski PCA reagens, oksalna kiselina(C 2 H 4 OH·2H 2 O), sintetisane ZnO čestice dijametara ~50-90 nm pokazuju mnogo manjistepen aglomeracije što je u skladu sa publikovanim rezultatima na sličnim sistemima saoksalnom kiselinom kao PCA 141 reagensom.U toku odigravanja mehanohemijske reakcije oksalna kiselina se razlaže na 2H + jone i2-C 2 O 4 lance koji interagujući sa česticama ZnCl 2 grade intermedijer ZnC 2 O 4 . Slobodnielektronski parovi na atomima kiseonika daju negativno površinsko naelektrisanje česticamaintermedijera ZnC 2 O 4 čime se ostvaruje neophodna elektrostatička barijera, tj. vršimeđusobno odbijanje molekula i fizički onemogućava vezivanje čestica u aglomerate.Upravo na principu fizičkog odbijanja jednako naelektrisanih čestica zasniva sedelovanje gotovo svih vrsta organskih PCA reagenasa.U našem daljem radu planiran je nastavak ispitivanja uticaja različitih vrsta PCAreagensa na veličinu i morfologiju sintetisanih nanostrukturnih prahova. Izbor reagensa zavisipre svega od fizičkih i hemijskih osobina praha koji se mehanohemijski tretira ali i od zahteva75
Page 1 and 2:
U N I V E R Z I T E T U B E O G R A
Page 3 and 4:
Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
Page 5 and 6:
Page 7 and 8:
Page 9 and 10:
Page 11 and 12:
Page 13 and 14:
Page 15 and 16:
Page 17 and 18:
Page 19 and 20:
Page 21 and 22:
Page 23 and 24: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
Page 73: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
Page 97: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
show all

AnaStankovic-MT.pdf - Institut tehniÄkih nauka SANU

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

AnaStankovic-MT.pdf - Institut tehniÄkih nauka SANU