Preview

Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Влияние концентрации гидрогеля пентаоксида ванадия, нанесенного на алюминий марки АСД-4, на его структурно-адсорбционные свойства

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2021-1-4-11

Полный текст:

Аннотация

Методом низкотемпературной адсорбции азота изучено влияние концентрации гидрогеля пентаоксида ванадия (V2O5) в концентрациях 5 и 10 %, нанесенного на алюминий марки АСД-4, на его структурно-адсорбционные свойства. В качестве адсорбата использован азот особой чистоты. Были измерены изотермы адсорбции и рассчитаны удельная поверхность и пористость порошков, приведены результаты исследования морфологии. Поскольку графики БЭТ линейны в диапазоне относительных давлений от 0,05 до 0,35 Р/Р0, модель БЭТ хорошо применима для определения удельной площади поверхности образцов. Для образца АСД-4, по нашим расчетам, она составила 0,65 м2/г, для состава АСД-4 + 5 % V2O5 – 6 м2/г, для АСД-4 + 10 % V2O– 16 м2/г. То есть нанесение гидрогеля увеличивает удельную поверхность исходного АСД-4 более чем в десятки раз. Гранулометрический анализ показал, что после нанесения гидрогеля оба образца имеют достаточно узкое распределение частиц по размерам, что говорит о монодисперсности систем. Для АСД-4 средний размер частиц составил ~5÷7 мкм, для образца АСД-4 + 5 % V2O5 – около 9 мкм, для АСД-4 + 10 % V2O5 – 11 мкм. Установлено что благодаря слоистой структуре нанесенного ксерогеля в модифицированном образце появились мезопоры, радиус которых составил 35–40 Å. Показано, что наибольшей адсорбционной активностью обладает образец АСД-4 + 10 % V2O5 .

Об авторах

А. В. Рябина
Институт химии твердого тела (ИХТТ) УрО РАН
Россия

канд. хим. наук, науч. сотр. лаборатории физикохимии дисперсных систем

620990, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91



В. Г. Шевченко
Институт химии твердого тела (ИХТТ) УрО РАН
Россия

докт. хим. наук, гл. науч. сотр., зав. лабораторией физикохимии дисперсных систем

г. Екатеринбург



Список литературы

1. Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела. М.: Мир, 1980.

2. Петров И.Я., Трясунов Б.Г. Структура и каталитические свойства нанесенных оксидно-молибденовых, оксидно-ванадиевых и оксидно-хромовых катализаторов дегидрирования углеводородов. VII. Приготовление и фазовый состав нанесенных оксидно-ванадиевых катализаторов. Вестн. КузГТУ. 2007. No. 3. С. 84—93.

3. Takahashi H., Shiotani M., Kobayashi H., Sohma J. ESR study of V2 O 5 catalyst on carriers J. Catal. 1969. Vol. 14. No. 1. P. 134—141.

4. Стайлз Элвин Б. Носители и нанесенные катализаторы. Теория и практика. Пер. с англ. Под ред. А.А. Слинкина. М.: Химия, 1991.

5. Воробьев Л.Н., Бадалова И.К., Талипов Г.Ш. Изучение структуры алюмованадиевых катализаторов методом ЭПР. Узбек. хим. журн. 1976. No. 6. С. 20—22.

6. Vernardou D. State of the art of chemically grown vanadium pentoxide nanostructures with enhanced electrochemical properties. Adv. Mater. Lett. 2013. No. 4(11). Р. 798—810.

7. Chernova N.A. Layered vanadium and molybdenum oxides: batteries and electrochromics. J. Mater. Chem. 2009. No. 19. Р. 2526—2552.

8. Шевченко В.Г., Еселевич Д.А., Конюкова А.В., Красильников В.Н. Способ активации порошка алюминия: Пат. 2509790 (РФ). 2014.

9. Витязь П.А. Классификация свойств пористых материалов. Порошк. металлургия. 1998. No. 12. С. 72—77.

10. Шевченко В.Г., Красильников В.Н., Еселевич Д.А., Конюкова А.В., Анчаров А.И., Толочко Б.П. Влияние V2 O 5 на механизм окисления порошка АСД-4. Физика горения и взрыва. 2015. Т. 51. No. 5. С. 70—76.

11. Рябина А.В., Кононенко В.И. Удельная поверхность дисперсных материалов на основе алюминия. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2014. No. 2. С. 3—7.

12. Волков В.Л. Фазы внедрения на основе оксидов ванадия. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987.

13. Zhao J., Wang G., Li X., Li C. Intercalation of conducting poly (N-propane sulfonic acid aniline) in V2 O5 xerogel. J. Appl. Polymer Sci. 2007. Vol. 103. P. 2569—2574.

14. Lee C.-Y., Marschilok A.C., Subramanian A., Takeuchi K.J., Takeuchi E.S. Synthesis and characterization of sodium vanadium oxide gels: The effects of water (n) and sodium (x) on the electrochemistry of Nax V2O5 ·nH2O. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011. Vol. 13. P. 18047—18054.

15. Livage J. Vanadium pentoxide gels. Chem. Mater. 1991. Vol. 3. No. 4. Р. 578—593.

16. Bailes M., Stone F.S. Heterogeneity of V2O5 /Al2O3 as studied by water vapour adsorption microcalorimetry. Catal. Today. 1991. Vol. 10. No. 3. P. 303—313.

17. Avansi W., Ribeiro C., Leite E.R., Matelaro V.R. Growth kinetics of vanadium pentoxide Nanostructures under hydrothermal conditions. J. Cryst. Growth. 2010. No. 312. Р. 3555—3559.

18. Legendre J.J. Vanadium pentoxide nanostructures: An effective control of morphology and crystal structure in hydrothermal conditions. J. Colloid. A. Interface Sci. 1983. Vol. 94. No. 1. Р. 75—83.

19. Inomata M., Mori K., Murakami Y. Structures of supported vanadium oxide catalysts. 1. Vanadium (V) oxide/titanium dioxide (anatase), vanadium (V) oxide/titanium dioxide (rutile), and vanadium (V) oxide/titanium dioxide (mixture of anatase with rutile). J. Phys. Chem. 1983. Vol. 87. No. 5. P. 761—768.

20. Грег С., Синг К. Адсорбция. Удельная поверхность. Пористость. Пер. с англ. 2-е изд. М.: Мир, 1984.

21. Линсен Б.Г. Строение и свойства адсорбентов и катализаторов. М.: Мир, 1973

22. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1999.

23. Фенелонов В.Б. Введение в физическую химию формирования супрамолекулярной структуры адсорбентов. 2-е изд., испр. и доп. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2004.


Для цитирования:


Рябина А.В., Шевченко В.Г. Влияние концентрации гидрогеля пентаоксида ванадия, нанесенного на алюминий марки АСД-4, на его структурно-адсорбционные свойства. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2021;(1):4-11. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2021-1-4-11

For citation:


Ryabina A.V., Shevchenko V.G. The effect of the concentration of vanadium pentoxide hydrogel applied on ASD-4 grade aluminum on its structural and adsorption properties. Izvestiya vuzov Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2021;(1):4-11. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2021-1-4-11

Просмотров: 105


ISSN 1997-308X (Print)
ISSN 2412-8767 (Online)