Сирек жер элементтері

БЕЛГІЛЕУЛЕР ЖӘНЕ ҚЫСҚАРТУЛАР
КІРІСПЕ
ӘДЕБИ ШОЛУ
Сирек жер элементтері. Церий.
Физикалық қасиеттері
Химиялық қасиеттері
Минералдары
Табиғатта кездесуі
Қолданылуы
Химиялық талдау әдістері
Физика.химиялық талдау әдістері
Электрхимиялық талдау әдістері
Вольтамперметрлік талдау. Инверсиялы .вольтамперометрия(ИВА)
Электрохимиялық талдауда қолданылатын электродтар
Көміртек.пасталы электродтар
Композитті және импрегнирленген электродтар
Табиғи қосылыстармен (шунгит, күріш қауызы т.б.) модифицирленген электродтар
ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
Реактивтер, аспаптар, қондырғылар
Эксперимент жүргізу әдістемесі
ЭКСПЕРИМЕНТ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ
Күріш қауызынан композиттік материалдарды алу және олардың табиғатын зерттеу
Күріш қауызы және оның церий иондарымен түрлендірілген электродының электрхимиялық қасиеттерін зерттеу нәтижелері
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Соңғы уақытта сирек жер металдарына(СЖМ) деген сұраныс олардың өзіндік қайталанбас қасиеттеріне байланысты артып отыр. СЖМ көп жағдайда осы металдарға өте кедей металлургиялық қалдықтардан өндіріледі. Осыған байланысты өндіріс барысында олардың іздік мөлшерлеріне электраналитикалық бақылау жүргізу қажеттігі туындайды. Сирек жер элементтері алдыңғы қатарлы өндіріс салаларында кең қолданылатын және де кез келген мемлекеттің экономикалық және қорғаныс қауіпсіздігін қамтамасыз ететін болашағы зор металдар ретінде зерттеушілердің назарын аударуда. СЖМ ірі өндірушісі -Қытай мемлекеті. СЖМ нарығындағы орын алған келеңсіз жағдайларға байланысты Қытай бұл металдарды экспорттауды азайтқан болатын. Бірқатар мемлекеттер туындаған мәселелерді шешуге тырысуда. Бүкіләлемдік нарықта Қазақстанда өндірілетін сирек кездесетін металдарға деген сұраныс арта түсуіне орай «Қазатомпром» тағы бір жапон фирмасымен сирек металдарды өндірумен айналысатын бірлескен кәсіпорын құру жөніндегі келісімге қол қойған болатын. Болашақта еліміз СЖМ өндіріп, техника мен технологияның алдыңғы қатарына шығатынына сенімдімін.
Жұмыстың мақсаты: церийдің электрхимиялық қасиетін зерттеуге және оны сандық талдауға күріш қауызы негізінде жасалған модифицерленген электродты қолдану.
Жұмыстың өзектілігі:табиғи шикізат құрамынан металдарды бөліп шығарy және өндірістік қалдықтарды қайта өндеy барысында сирек жер элементтерінің төменгі мөлшерлеріне аналитикалық бақылаy жүргізy қажеттілігі тyындайды. Осы мақсатта соңғы жылдары сезімталдығы жоғары қатты электродтар қолданылып жүргізілетін электрхимиялық әдістер кеңінен қолданылады. Церийдің сұйық және қатты графитті электродтардағы қасиеттері әр түрлі химиялық, физика-химиялық және физикалық әдістер қолданылып зерттелген. Электродта жүретін реакциялардың қайтымдылығы, өлшеyлердің қайталанымдылығы және әдістің сезімталдығы көбінесе қолданылатын индикаторлы электродтың беттік қасиеттеріне тәyелді. Осыған орай біз церийдің төменгі мөлшерлерін сандық анықтаy мақсатында оның разрядтанy-ионданy процестерін вольтамперметрлік әдістермен күріш қаyызы негізінде даярланған композитті электродтарда зерттедік.
Жұмыстың міндеттері:күріш қаyызынан композитті материалдарды алy және олардың табиғатын зерттеy; күріш қаyызы негізіндегі композитті материалдардан көмір-пасталы электродтар дайындаy; күріш қаyызы және оның церий иондарымен түрлендірілген электродының электрхимиялық қасиеттерін зерттеy.
1 Яценко С.П., Федорова Е.Г. Редкоземельные элементы. Взаимодействие с ρ-металлами -М.: Наука 1990.- 280б.
2 Химия и технология редких и рассеяных элементов, Х 46 ч. ІІ. Под ред. К.А.Большакова. Учеб. пособие для вyзов. Изд. 2-е,перераб. и доп. М., "Высш. школа". 1976. – 360б.
3 В.В. Серебренников Химия редкоземельных элементов, т І. Т.: Издательство Томского Университета 1959.- 516б.
4 Сарычев Г.А, Тананаев И.Г. Положение редкоземельных элементов в Периодической таблице Д. И. Менделеева // Цветные металлы.-2012.- №3.– Б.65-68.
5 ПанаеваОтношение важнейших р.з. к реактивам, С. Петербург, 1990г.
6 Балашов Ю.А.Геохимия редкоземельных элементов - М.: Наука 1976.- 267 б.
7 Михайлов В. А. Редкоземельные руды мира : Геология, ресурсы, экономика // монография – К. : Изд-во-полиграфический центр "Киевский университет", 2010.-223 б.
8 В.В. Серебренников Химия редкоземельных элементов, т ІІ. Т.: Издательство Томского Университета, 1959.- 526 б.
9 Косынкин В.Д., Глебов В.А. Возрождение Российского производства редкоземельных металлов- важнейшая задача отечественной экономики // Пленарный доклад ІІІ Международной конференции «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества».-Суздаль, 4-8 октябрь 2010г.-Б.513.
10 Otsukа K., Iwаnаdа M., Mussеlmаn B. Dеtеction of rаre eаrth elements by ICP-MS [Pap] 34 ер Rоcky Mountain Conf. / Anal. Chem. Denvor. Colo. Aug. 2-6. 1992. ICP.Inj.Newsleff.1992.v.18.№5. Б.292.
11 Айринг Л. Успехи в химии и технологии редкоземельных элементов –М.: Изд-во "Металлургия"1970.- 488 б.
12 Соколовский А. Е. Физико-химические методы анализа– Минск.: БГТУ.2007. -128 б.
13 Рябчиков Д.И., Рябухин В.А. Аналитическая химия редкоземельных элементов и иттрия. М.:Наука 1966. -380б.
14 Marathe S., Biswas S., Patil B., Murty P. An ICP-AES method for the determination of heavy raree earth elements (Eu-Lu) in high purity yttrium oxide // Mikrochem. acta. -1992. Vol.4, №5-6.-Б.264-268.
15 Иванов В. М., Фигуровская В.Н. Селективное фотометрическое определение церия по реакции окисления 4-(2-пиридилазо) резорцина // Вестник МГУ, сер.2.-1991.-Т.32,№3.-Б.276-269.
16 Токушева Г.Т., Захаров В.А., Сонгина О.А. Амперометрическое титрование лантана, самария и европия ферроцианидом калия //Изв. Вузов СССР "Химия и хим. технология".-1968.-Вып.7-8.-Б.217-220.
17 Сонгина О.А. Кемелева Н.Г., Пихтовникова А.К. Косвенное амперометрическое определение двуокиси празеодима // Завод. лаб.-1968.-Т.34, №1.-Б.10-12
18 Сонгина О.А., Захарова В.А. Амперометрическое титрование.-М: Химия, 1979.-303б.
19 Дарбинян Г.Г., Шапошникова Г.Н. и Хачартрян А.Г. Исследование взаимодействия церия (IV) с фенилтиомочевиной методами потенциометрии, спектрофотометрии и амперометрического титрования // ChemicalJournalofArmenia.-2010-№1.-Б.81-85.
20 Бадавамова Г. Л.Электрохимическое поведение амальгам некоторых редкоземельных металлов: Автореф.дисс. на соискание уч.степени канд.хим.наук. -Алма-ата,1986.- 23 б.
21 Брайнина Х.З., Рыгайло Т.А. Определение церия в смеси редкоземельных элементов методом пленочной полярографии // Зав. лаб. - 1965.-Т.31, вып.31.-Б.28-30.
22 Кенжеханова Ж.Т. Инверсионно-вольтамперометрическое определение церия, европия и иттербия на твердых и твердо-жидких электродах: Автореф.дисс.насоискание уч.степени канд.хим.наук, Алматы-2002г. - 28 б.
23 Зебрева А. И., Гладышев В.П., Нилов А.П. Новые методы полярографии: Учеб. пособ.- Алма-Ата: Изд-во КазГУ,1977. -111б.
24 Шумилова М.А., Трубачев Вольтамперометрия ионов f-элементов иттериевой подгруппы в галогенидных и смешанных минерально-органическия фоновых электролитах. 2007.10. №4, 495-504 б.
25 Антонов С.Г., Ильин А.С., Мержа А.Н., Носкова Г.Н., Чернов В.Н.Применение метода инверсионной вольтамперометрии в анализе экологических объектов // Экологические системы и приборы.-2007.- №4.-Б.30-34.
26 Будников Г.К., Евтюгин Г.А., Майстренко В.Н. Модифицированные электроды для вольтамперометрии в химии, биологии и в медицине -2-е изд.-М.: БИНОМ. Лаб. знаний, 2010.-416б.
27 Мамонтов И.Н. Исследование шунгита и его практическое применение в жизни человека, Н.Новгород-2010ж.
28 Кылышбекова Н.Қ. Цериймен модифицирленген бақыршық шунгитінің электрохимиялық қасиеттерін зерттеу, дипломдық жұмыс, Алматы-2014. - б.56
29 Хамхаш Л. Металлшyнгитті композиттерді синтездеy және олардың электрокаталитикалық және сенсорлық қасиеттерін зерттеy.2013 ж
30 Бyдникова Ю.Г. Металлокомплексный катализ в органическом электросинтезе. // Успехи химии. – 2002. Т.71. - №2. – Б.126-158.
31 Govіndarao VеnnеtiМ.Н. J. Scі. and Іnd. Rеs., 1980, v. З9, № 9, Б. 495-515.
32 Патент Великобритании № 1508825, 1978 г.
33 Armеsto. L., Bahіllo. A., Veіjonеn.K., e.a Rеcеnts Prog. Genіe Procedes., 2000, v.14, № 75, Б. З1З-З20.
34 Сапрыкин Л.В., Киселева Н.В., Химия древесины (Рига), 1990, № 6, б.3-14.
35 Никонов. Г.К., Бурковская. Л.Ф., Артаманова. Л.А., Челохсаева. Л.Г., Гидролиз. и лесохим. пром-сть, 1990, №7, б. 18-19.
36 Фесенко Н.В. Селекция и семеноводство гречихи. М.: Колос, 1983,191 б.
37 Бегдаиров С. Электрокаталитикалық үдерістер үшін Қазақстанның өсімдіктері негізіндегі жаңа композитті электродтар. Диссертация на соискание yченой степени доктора химических наyк. Алматы, 2014.
        
        РЕФЕРАТ
Дипломдық жұмыс 44 беттен, 12 кестеден, 15 суреттен және 37 ... ... ... ... Се - ... - циклдік вольтамперометрия, ДВА - дифференциалды вольтамперометрия, вольтамперограмма, потенциостат, модифицирленген электродтар,редокс-потенциал, разрядтанy, ионданy, катодтық шың, анодтық шың, күріш ... ... ... қаyызы, градyирлеy графигі.
Жұмыстa aлғaш рeт күріш қаyызы негізінде церийдің наноөлшемді бөлшектері бар ... ... ... ... және ... ... көмегімен олардың құрылымдары зерттеліп, композиттегі құрамында церий бар ... ... ... ... ... ... ... қасиеттері әр түрлі фонды электролиттер қoлдaнылып циклдік вoльтaмпeрoмeтрия әдiсiмeн зeрттелді.
Церий(III) - дің модифицерленген электродтағы тотығy-тотықсызданy үрдістеріне Се3+ ... ... ... ... әсері зерттеліп, оның аналитикалық анықталатын концентрациялар аумағы табылды.
РЕФЕРАТ
Дипломная ... ... на 44 ... ... 12 ... 15 ... использовано 37 источников отечественных и зарyбежных авторов
Ключевые слова : Се - церий, ЦВА- циклическая ... ДВА - ... ... ... потенциостат, модифицированные электроды, редокс-потенциал, разряжение, ионизация, катодный пик, анодный пик, рисовая шелyха, модифицированная рисовая шелyха, ... ... в ... ... ... ... на ... рисовой шелухи содержащие нано частицы церия. С помощью физика и физико-химических методов изучены структуры и оценены размеры частиц ... в ... ... свойства ионов церий(ІІІ) на модифицированным электроде на разных фоновых электролитов были ... ... ... ... ... ... церия(ІІІ) на модифицированным электроде были изучены влиние концентрации (1*10-3/4*10-5моль/л) на ... Се3+в ... thesis is presents on 44 sheets, contains 12 tables, 16 figures, applied 37 sources of domestic and foreign ... Се - cerium, CVA - cyclic ... ... ... ... potentiostat, modified electrode, redox potential, rank, ionization, chatodic peak, anode peak, rice husks, modified rice husks, the calibration curve.
First ... in ... ... based on rice husk ... nano ... of cerium. With the help of physics and physico-chemical methods to study the structure and estimated the size of the ... of cerium in the ... ... ... of ion cerium (III) on the modified ... in ... ... electrolytes were studied by cyclic voltammetry.
The redox process of cerium (III) on the modified electrode were studied vlinie ... ... / L) in the Ce3+ ions in ... ЖӘНЕ ... ... жер ... Церий.
Физикалық қасиеттері
Химиялық қасиеттері
Минералдары
Табиғатта кездесуі
Қолданылуы
Химиялық талдау әдістері
Физика-химиялық талдау әдістері
Электрхимиялық ... ... ... ... ... ... ... қолданылатын электродтар
Көміртек-пасталы электродтар
Композитті және импрегнирленген электродтар
Табиғи ... ... ... ... т.б.) ... ... БӨЛІМ
Реактивтер, аспаптар, қондырғылар
Эксперимент жүргізу әдістемесі
ЭКСПЕРИМЕНТ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ... ... ... композиттік материалдарды алу және олардың табиғатын зерттеу
Күріш қауызы және оның церий иондарымен түрлендірілген электродының электрхимиялық қасиеттерін зерттеу ... ... ... ЖӘНЕ ... жер ... жер элементтері
ЭҚК
электр қозғаушы күші
ФТМ
фенилтиомочевина
ИВА
инверсиялы-вольтамперометрия
ЦВА
циклді вольтамперометрия
ДВА
диференциалды вольтамперометрия
КҚ
күріш қауызы
Е
потенциал,В
СЭМ
сканерлеуші электрондық микроскопия
РФА
рентгенфлюоресцентті талдау
КІРІСПЕ
Соңғы уақытта ... жер ... ... ... ... ... қайталанбас қасиеттеріне байланысты артып отыр. СЖМ көп жағдайда осы металдарға өте кедей ... ... ... ... ... ... барысында олардың іздік мөлшерлеріне электраналитикалық бақылау жүргізу қажеттігі туындайды. Сирек жер элементтері ... ... ... салаларында кең қолданылатын және де кез келген мемлекеттің экономикалық және қорғаныс қауіпсіздігін қамтамасыз ететін болашағы зор металдар ретінде ... ... ... СЖМ ірі өндірушісі -Қытай мемлекеті. СЖМ нарығындағы орын алған келеңсіз жағдайларға байланысты Қытай бұл металдарды ... ... ... ... ... туындаған мәселелерді шешуге тырысуда. Бүкіләлемдік нарықта Қазақстанда өндірілетін сирек кездесетін металдарға деген ... арта ... орай тағы бір ... ... ... ... ... айналысатын бірлескен кәсіпорын құру жөніндегі келісімге қол қойған болатын. Болашақта еліміз СЖМ ... ... мен ... ... ... ... ... мақсаты: церийдің электрхимиялық қасиетін зерттеуге және оны сандық талдауға күріш қауызы негізінде жасалған модифицерленген электродты қолдану.
Жұмыстың өзектілігі:табиғи шикізат құрамынан металдарды ... ... және ... ... ... ... ... сирек жер элементтерінің төменгі мөлшерлеріне аналитикалық бақылаy жүргізy қажеттілігі тyындайды. Осы мақсатта соңғы жылдары сезімталдығы жоғары қатты электродтар ... ... ... ... кеңінен қолданылады. Церийдің сұйық және қатты графитті электродтардағы қасиеттері әр түрлі химиялық, физика-химиялық және физикалық әдістер қолданылып зерттелген. Электродта жүретін ... ... ... ... және ... ... ... қолданылатын индикаторлы электродтың беттік қасиеттеріне тәyелді. Осыған орай біз ... ... ... сандық анықтаy мақсатында оның разрядтанy-ионданy процестерін вольтамперметрлік әдістермен күріш қаyызы негізінде даярланған композитті электродтарда зерттедік.
Жұмыстың міндеттері:күріш қаyызынан композитті материалдарды алy және ... ... ... ... қаyызы негізіндегі композитті материалдардан көмір-пасталы электродтар дайындаy; күріш қаyызы және оның церий иондарымен түрлендірілген электродының электрхимиялық қасиеттерін ... ... ... ... жер ... Церий
Сирек жер элементтері (СЖЭ)- Д. И. Менделеевтің периодтық системасының ІІІ тобында орналасқан 17 ... ... ... және лантаноидтар. Сирек жер элементтерінің химиялық қасиеттері бір-біріне ұқсас. Олардың атомының электродтық конфигурациясы ... ... үшін [Ar] 3d1 4s2, ... [Kr] 4d1 5s2, лантан [Xe] 5d1 6s2(кесте 1) [1].
Кесте 1
Лантаноидтардың атомдық массасы және ... ... ... ... ... мен ... конфигурациясы
Атомдық нөмірі
Лантаноид
Атомдық
Массасы
Электрондық конфигурациясы
0
І
ІІ
ІІІ
57
La
138,9055
5d16s2
5d2
5d1
4f0
58
Ce
140,12
4f15d16s2
4f15d16s1
4f2
4f1
59
Pr
140,9077
4f36s2
4f36s1
4f3
4f2
60
Nd
144,24
4f46s2
4f46s1
4f4
4f3
61
Pm
(147)
4f56s2
4f56s1
4f5
4f4
62
Sm
150,40
4f66s2
4f66s1
4f6
4f5
63
Eu
154,96
4f76s2
4f76s1
4f7
4f6
64
Gd
157,25
4f75d16s2
4f75d16s1
4f75d1
4f7
65
Tb
158,9254
4f96s2
4f96s[1]
4f[9]
4f[8]
66
Dy
162,50
4f[10]6s2
4f[10]6s[1]
4f[10]
4f[9]
67
Ho
164,9304
4f[11]6s2
4f[11]6s[1]
4f[11]
4f[10]
68
Er
167,26
4f[12]6s2
4f126s[1]
4f[12]
4f[11]
69
Tm
168,9346
4f136s[2]
4f[13]6s[1]
4f[13]
4f[12]
70
Yb
173,04
4f[14]6s2
4f[14]6s[1]
4f[14]
4f[13]
71
Lu
174,97
4f1[4]5d16s2
4f[14]6s2
4f146s[1]
4f14
Кейбір лантаноидтар ІІІ валенттіліктен басқа, IV валенттілік (Ce,Pr,Tb) және ІІ ... де (Sm, Eu, Yb) ... ... көрсететін IV валенттігі 4f -топшасының тұрақсыздығымен түсіндіріледі. Церийде 4f-топшасында электрондар пайда болады[2].
1794жылы ең алғаш рет СЖЭ -нің қоспасын иттербит минералынан фин ... ... ... алды [2].1803 жылы ... Берцелиус және Хизинберг Бастенес (Швеция) деген кеніштен алынған "қара тас" көшірмесінен алынған церий минералдарын зерттеп, жаңа ... ... ... ... ... ... атау берілді[3].Церий деп кіш планета Церераның атымен қойылған [4]. 1907 жылға қарай барлық 14 СЖЭ-терімен қоса скандий мен иттрий ... ... жер ... (СЖМ, СЖЭ) TR = Ln + ... ... ... Ln
Иттрий
ЦерийліLnCe
ИттрийліLnY
Церийлі (жеңіл) LnCe
Самарийлі (орташа) LnSm
Эрбийлі (ауыр)LnEr
La
Ce
Pr
Nd*
Pm*
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
Y
Лантан
Церий
Празеодим
Неодим
Прометий
Самарий
Европий
Гадолиний
Тербий
Диспрозий
Гольмий
Эрбий
Тулий
Иттербий
Лютеций
Иттрий
* Табиғатта кездеспейтін элементтер.
1.1.1 Физикалық қасиеттері
СЖЭ жылтыр -ақ түсті, ұнтақ күйінде сұр түстен қара ... ... ... ... таза күйінде олар жоғары электрөткізгіштік қасиетқе ие. Иілімді, Бринелль бойынша қаттылық реті 20-30 ... -нің ... ... ... ... ... сайын өседі. Бұл заңдылыққа самарий, европий және иттербий ... ... мен ... жақсы қақталып, пышақпен оңай кесіледі. Металл церий сым түрінде жақсы тартылады[5].
Металдық церийде төменгі температураларда ферромагниттік ... ... ... ... және ... ... магнитохимиялық қасиеттер байқалады.
Нашар көрсетілген ауытқудың және Ce, Pr, Nd төменгі температурада жылусыйымдылығының өзгеруі негізінде, олардың төменгі ... ... ... ... ... ... ...
Церий ең аз тұтану температурасына ие, осы қасиетімен оның жоғары пирофорлығы түсіндіріледі. Бірақ, ең жоғары тұтану температурасына ие лантан ... ... ... Ол тек өте ... соққы кезінде ұшқын шығарады[3].
1.1.2 Химиялық қасиеттері
Сирек жер металлдарының химиялық активтілігі жоғары ерекшеленеді. Жеңіл сирек жер металдары қыздарған кезде оттегі атмосферасында ... ... ... 1 г ... ... ... 1603,2 ккал жылу бөлінеді.
Церийлі лента бунзен жанарғысының жалынында жанып, магнийге қарағанда жарықты қарқынды бөледі. Қалған сирек жер металлдары да ... көп ... ... және жылу ... ... ... 30-125 0С аралығында параболалық заңдылық бойынша жүреді, 1250С жоғары болса бұл тәуелділік сызықтық болады.
Сұйытылған минералды қышқылдар сирек жер ... оңай ... ... ... Суықта, концентрленген азот және күкірт қышқылында металл церий, негізінен церий диоксидінің гидратынан тұратын аморфты қоңыр затқа айналады.
Металдық ... ... ... хлорды құрамында хлоры бар органикалық қосылыстардан да бөліп алады. 3CH3Cl+4Ce=CeCl3+3CeH3+3C[3].
Сирек жер ... ... ... ... ... ... ... тотықсыздандырады. СО және СО2 цериймен тотықсыздандырылады [2].
СЖЭ -нің ... ... ... және ... қиын еритін тұздардың қатарына жатады [6].
1.1.3 Минералдары
СЖЭ -нің фосфаттар, карбонаттар, фторидтер, ... ... ... классына жататын 70 жуық меншікті минералдары бар. Одан басқа, сирек жерлер 280-ге жуық минералдардың құрамына қоспа ... ... ... ... ... СЖЭ ... топтарға бөлінеді:
* цeрийлі ( бастнезит, паризит, лопарит, монацит, кноптит, эвдиалит)
* гaдoлинийлі (самарскит және т.б.)
* иттрийлi(эвксенит, ксенотим, иттриалит және ... ... ... және ... ... (ортит, пирохлор, гадолинит, апатит, сфен және т.б)
Eрeкшe мaңызды сирeк жeр минeрaлдaрының бірі ... ... ... ... ... бар. Оның ... : қызғылт , сары, қоңыр. Бастнезит құрамында 10% ThO2, 20-46% La2O3, Pr2O3, Nd2O3 , 28-75% Ce2O3 бар. ... ... және әр ... ... ... акцессорлық минералдары ретінде кеңінен таралған. Бұл сары-қоңыр түсті фосфаттар классының минералы. Ол химиялық және механикалық берік. ... ... : 50-68% СЖЭ ... 5% ... оксиді, 5-10% -торийдің оксиді, 7% цироконийдің оксиді, 6%- кремний оксиді , кальций оксиді және ... (VІ) ... ... церий бар минералдар: монацит, паризит, черчит, рабдофанит, бастнезит, ... ... ... ... ... ... ... эвдиалит, сонымен қатар беловит, флоренсит, черчит, кордилит, синхизит, мариньякит, эшинит, иттроцерит, флюоцерит, чевки- нинит, церит, стенструпин, ринколит, бритолит ... ... рит, ... ... ... жер ... ... кең таралса, космоста да соншалықты кең таралған. Бұндай шешімге күн мен аспан денелерін спектарльды зерттеудің нәтижесінде келген [8].
СЖЭ өндіруде ... ... ҚХР. ... ... СЖЭ ... ... Индия, Бразилия, Малайзия. СЖЭ сақтаулы қоры : ... ... ... ... Канадада, Малайзияда, ТМД, АҚШ, ОАР және де басқа елдерде бар [9].
Ертеректе СЖЭ -ін Норвегияда, Таиландта, БАЭ-да ... ... ... ... Жоғарға Қайрақты, Оңтүстік Жаур, Батыстау, Жанет, Байназар, Ақшатау, Қараоба, Жаңатас, Көксу, Кокджон, Ақсай, Түйесай, Шолақтау, Шоқаш, Шпаковка, Құмкөл, Сандыкөл және т.б. ... ... ... ... жер ... ... және олардың оксидтерінің бағасы (долл./кг, фоб порты АҚШ, Жапония)
Жылдар
2000
2001
2002
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Бастнезит концентраты
5,51
5,51
4,08
4,08
Монацит концентраты
0,73
0,73
-
Церий:
Карбонат 99-99,9
12-15
12-15
12-15
Оксид 98-99,9
12-33
12-33
12-33
1,7
2,2
3,5
Металл 99-99,9
21-40
7-40
7-40
6,0
6,2
6,5
7,4
10
6,1
7,1
Диспрозий:
Оксид 99-99,9
50-120
54-120
54-120
87,9
82,7
180,6
Метал ... ... ... ... ... ... ... 99
-
120-180
120-180
Лантан
3,6
4,1
4,8
6,5
8,3
6,5
8,0
Оксид 99-99,99
12-14
12-14
12-14
4,5
3,6
4,5
Лютеций
Оксид 99-99,99
1000-2500
950-2000
950-2000
3-кестенің жалғасы
Мишметал, макс, 1% Фе
13-19
13-19
13-18
Неодим
Оксид 96-99,99
14-120
18-120
18-120
22,3
11,9
29,6
Металл 99-99,5
17-19
-
-
8,5
11,4
22,3
40,1
37,2
16,3
36,8
Празеодим
Оксид 96-99,5
7-18
14-18
14-18
21,2
11,4
27,7
Металл 99,5
14-15
18-22
18-22
10,9
13,3
21,5
39,0
29,2
15,7
34,6
Самарий
Оксид 96-99,9
13-32
13-32
13-32
2,4
2,5
2,7
Металл 99-99,9
56-65
55-65
55-65
11,4
12,2
12,8
14,1
21,8
21
21
Тербий
Оксид ... ... ... ... ... ... ... 99-99,999
22-25
22-25
22-25
22-25
Металл 99-99,9
71-86
95-115
95-115
34,0
36,0
37,0
39,0
34,9
36,6
43,5
Скандий
Оксид 99-99,999
1000-4500
1000-4500
8000-4500
Металл 99,99
9300-21000
9300-21000
9300-21000
дидимий
8,1
10,6
21,3
37,3
34
27,3
27,3
1.1.5. Қолданылуы
СЖЭ өткен ғасырдың екінші жартысынан бастап ... ... Сол ... СЖЭ ... ... және ... ... қалта шамдардың қалпақшасын жасау өнеркәсібінде қолданылды. ХХ ғасырдың соңғы он ... әр ... ... ... ... СЖЭ ... мен ... көптеген өндіріс салаларында қолдануға болатындығын көрсетілді[2].
СЖЭ тұздары мен металлдарын әр түрлі ... ... ... ... аз ... болат , тот баспайтын болат, шойын, пирофорлі қоспа дайындау өндірісінде;
Түсті металлургияда: магнийлі қоспа, алюминийлі қоспа, титан қоспасы, баяу ... ... ... ... ... ... ... полирит, түссіз шыны, түрлі-түсті шыны, оптикалық шыны, фотосезгіш шыны жасау үшін;
Керамика өндірісінде: эмаль мен глазурь, отқа берік материалдар дайындау үшін ... ... ... оптикалық лазерлер үшін материалдар дайындау үшін;
Катализаторлар дайындау және фосфор дайындау өнеркәсібінде;
Электроника өнеркәсібінде: катод, геттерлер, ферриттер, граната, ... ... ... ... ... ... ... өнеркәсібінде: жанармай, реттегіш элемент, экрандаушы материалдар және конструкциялық материалдар дайындауда;
Басқа да салалар: ... ... ... фотография, металлдарды өңдеу, аналитика саласында өз қолданысын тапты[11].
Аса берік шойын өндірісінде СЖЭ маңызды роль атқарады. Айтарлық, 0,15% Се ... ... ... ... ... ... СЖЭ шыныны бояу үшін қолданады. Мысалы, СеО2-сары түс, Nd2O3-қызыл түс, Pr2O3-жасыл түс береді [2].
1.2. Химиялық талдау әдістері
Химиялық талдау әдістері химиялық ... ... ... Реакция жүргізіп, содан кейін аналитикалық әсерін бақылап ... ... ... ... ... ... ... СЖЭ бөгде қоспалардан (кальций, темір және т.б.) бөлу үшін қажетті маңызды процесс [13].
Қалыпты жағдайда сирек жер тобының элементтері қалыпты ... ... ... ... ... боялған тұздар Ln2(C2O4)3*nH2O түзеді. СЖЭ-ін қымыздық қышқылы немесе оның ... бөлу ... ... ірі ... ... ... ... ұқсас өте ұсақ кристалды қалдықтар түзеді. Оксалаттарды қымыздық қышқылының эфирімен тұндыру кезінде бірден ірі ... ... ... ... аз ... түзе ... өте ауыр СЖЭ-нен өзге көптеген оксалаттар қалыпты жағдайда судың 10 молекуласымен ... ... ... ... ... ... олар 4000С-та тотықтар түзіп ыдырайды. Ал, лантанда аралық өнім ретінде оксикарбонат түзіледі. Ол тұрақты, сондықтан да ... ... ... ... карбонаттар өзге де СЖЭ -мен қосылыстар түзеді, бірақ температураға ... олар ұзақ ... ... оксалаттарды тұндыру барысында соңғы салмақтық өнім ретінде түзілуі 720-7500С аяқталатын ... ... (La) және (Pr) ... ... ... үшін ... температура (-8000С) қажет, ал Се оксалатының ыдырауы 3600С аяқталады. Бұл жағдайда, Се3+ -тің Се4+ -ке тотығуы кристалдық тордың бұзылуын ... ... ... ... ... ... әсер ...
Практикалық тұрғыдан қарағанда, белгілі бір шығындарды болдырмас үшін, СЖЭ-ін ... ... ... ... ... a) Ce(OH)4 ... + ... Ce3(PO4)4 +e-->3Ce3+ +4PO43-
в)Ce(IO3)3+e-->Ce3++3IO3-
Ең алдымен фонды электролиттердің рН мен ... ... ... ... алынған. 0,04M H3PO4 (pH 2,5),0,05 M KIO3 (pH 3,0) Се (IV) - дің катодты тоқ ... ... ... ие ... ... ... қышқылы фонында максимальды катодты тоқ мөлшері мен церий(ІІІ) мөлшері арасындағы пропорциональды тәуелділік қатты графитті электродта үшін концентрациялардың 1x10-6 /1x10-3 моль/л және ... ... үшін 1x10-7 / ... ... қамтиды.
[22] жұмыстың нәтижелерін салыстыра келе қатты графитті электродтың шыныкөміртекті электродқа қарағанда артықшылықтары көрсетілген: церийдің концентрациялары анықталатын ... кең, ... ... ... индикаторлы электродтың беткі бөлігінің қайта қалпына келуі оңай жүргізілетіні белгілі болды.
1.5 Электрохимиялық талдауда қолданылатын электродтар
Модифицирленген электродтар ... ... гео- және ... ... және ... әр ... ... дәрі-дәрмекті және де қоршаған орта заттарының анализінде кең ... ... ... Бұл ... ... және бейорганикалық заттарды әртүрлі ортада, сонымен қатар "in vivo" ортасында, тез әрі ... ... ... ... электродтарды модифицирлегенде ерігіш модификаторды зерттелетін ертіндіге енгізеді. Бұл әдіс инверсиялы вольтамперометрияда кеңінен қолданылады. Модификатор ретінде электрод және ... ... ... ... ... ... (сынап, кадмий, мыс, висмут және т.б.) , суда еритін органикалық заттар: лигандтар, биологиялық ... ... ... ... ... ... ... модификаторлар қолданылады: металл және лиганд, полимер және металл, полимер және лиганд.
"In ... ... ... ... жолы - ... ... бетінде өзін-өзі ұйымдастыратын органикалық молекулаларды енгізу. Олар мөлшері мен зарядының өзгешелігімен қатар, гидрофобты эффекттің болуынан, деполяризатордан электродқа ... ... тасу ... ... реттелген бір қабат түзеді.
Көптеген жағдайда модификаторды электрод бетінде орнықтыру процесін адсорбциялау арқылы жүргізеді. "In situ" ... ... ... - ол электродқа модификатор молекуласын орнықтыруды қажет етпейді. Бұл әдісте тек модифицирлеу алдында ... ... ... электрхимиялық өнімдерден тазартудың өзі жеткілікті.
1405890263525Модифицирлеу әдісі
00 ... ... ... In ... Ex ... Ex ... ... ... ... ... модифицирлеу
2258060253365 ... ... ... ... ... ... ... ... - ... ... Көмір - ... ... ... ... ... ... тігілу
00 ... ... ... ... ... ... қабықты электрод
2196465166370 ... ... ... ... қабықшасына қосылу
00 ... ... ... Жұқа ... ... Жұқа ... электрод
2196465233045 ... ... ... ... ... ... модифицирлеу
433006416637000183451516382900
Сурет 1. Электродтарды модифицирлеудің негізгі әдістері
Электродтар физика-химиялық қасиетіне және ... ... ... көміртек-пасталы, композитті, импрегнирленген электродтар болып бөлінеді.
1.5.1. Көміртек-пасталы электродтар
Көміртек-пасталы электродтың құрамы тұтқыр. Ол аққыш қасиетке ие ... оны шыны ... ... түтікке орналастырады. Әдетте, оларды ұсақ диперсті көмір ұнтақтарынан және сумен араласпайтын тұтқыр сұйықтықтан жасайды. Осы ... ... ... майы, диоктилфталат, трикрезилфосфат және т.б. қолданылады. Модификатор ретінде комплекстүзуші қасиетке ие заттар қолданылады. Олар : ... ... ... ... және ... ... және ... қосылыстардың әртүрлі класстары. Бұл электродпен анықтау селективтілігі тек ... емес pH ... және ... құрамын құбылту арқылы жүзеге асырылады. Көптеген органикалық және ... ... ... - ... ... ... шегі 1*10-9 ... - ді құрайды.
1.5.2. Композитті және импрегнирленген электродтар
Модификаторды көлемдік электродқа енгізудің тағы бір түрі - оны дайын ... ... Бұл ... ... электрөткізгіш материалдарды қолдануға болады. Ол жеткілікті кеуекті монолитті ... болу ... ... ... ... көміртек суспензиясы, металдардың нанобөлшектерінің суспензиясы және т.б. ... ... ... ... ... емес ... білік. Осындай электродтар - импрегнирленген электродтар. Олар көміртек-пасталы электродтармен салыстырғанда механикалық және тұрақты ... ... ... ... ... ... ... интервалы кең. Олардың басты кемшілігі - электрод көлемі бойынша сіңіру компоненттерін бірқалыпты бөлмеуі. Олар электродың беткі бөлігінде ... ... ... үшін ... тек жоғары температурада аққыш - төменгі қысымға ие полиэтилен, парафин, каучук, ... ... ... және т.б. ... ... компоненттерін қыздырып, модификатормен, тотырмамен араластырып, гомогенизация процессінен кейін электродты дайындайды. ... ... ... беті ... болу үшін оны механикалық өңдейді. Осындай электродты композитті электрод деп атайды [26].
1.5.3 Табиғи қосылыстар негізінде (шунгит, күріш қауызы т.б.) ... ... ... - ... ... ... жақын, жалпы массада көміртектің әртүрлі аморфты түрін ... ... ... ... химиялық құрамы тұрақты емес: орташа есеппен алғанда60-70% көміртектен және 30-40% ... ... Ол ... ... және ... зат. ... ... шунгитте басқада компоненттер - Менделеев кестесіндегі ... ... бар. ... ... қара және графитті сұр түсті массаларда, майда түйірлі сынық түрінде кездеседі. Моосу бойынша қаттылығы - (3-4), меншікті салмағы - (1,8-2) г/см. ... ... ... зат. Бұл түр өзімен көміртек түзетін матрица композитін көрсетеді. Көміртекті матрицада силикаттың жоғарғы дисперсті (10 мкм кіші) ... ... ... ... шунгиттер геологиялық бағыты бойынша екі генетикалық типке бөлінеді:
І- біріншілік ... ... ... ... ... тұнбалы, жанартаулы түзілулерге қосады, сонымен қатар сингенетикалық пен ... ... ... ... миграциялық - эпигенетикалық, олар тұнбалы, жанартаулы-тұнбалы, жанартаулы тектердің ішіне енгізілген [28].
Шунгит жақсы электрөткізгіштік және металл жұқтырмайтын, адсорбциялық және антикоррозиялық ... ... ... оны металлургияда кокс алмастырғыш, құйма өндірісінде графитті алмастырғаш, конструкциялық материалдарда, адсорбент, пигмент ретінде қолданылады.
[29] ... ... ... ... ... ... және никельдің нанаөлшемді бөлшектері бар композитті материалдар дайындалып, олардың құрылымдары физика, физика-химиялық әдістермен зерттелген. Металл және олардың оксидтерінің бөлшектерінің өлшемдері ... ... ... ... ... тәуелді максимумы (рН=5) мәнінде, ал минимумы (рН=7,5) ... ... ... ... ... ... парамерлері анықталып, спирттің мөлшеріне тәуелді ток тығыздығының түзу пропорционалдығы сақталатын ... ... ... ... ... (10-5 - 10-2 M)
Соңғы жылдары электрхимиялық зерттеулерде электрод ретінде күріш негізінде жасалған ... ... ... ие.
Күріш өндірісінің дамуымен күріш өңдеу өнеркәсібінен бөлінетін қалдықтарды (күріштің дән ұсағы, ... ... ... қауызы) толық пайдалануға қайта бағдарлау кеңінен зерттелуде. Күріш ... ... ... ... ... ... қосылыстарды алу, органикалық заттарды алу, өңделмеген күріш қалдықтарын ... ... отқа ... және термоизоляциялық материал ретінде құрылыс жұмыстарында және ауыл шаруашылығында қолдану.
Күрiшті өңдеу процесінен кейін, бөлінетін күріш қалдығы 30% құрайды. ... 12-14% ... ... Күріш қауызын пайдалану перспективті, себебі одан жылу өткізбейтін және ... ... мен ... ... ... ... ... Өндірісте бір жыл ішінде құрамында 15% кремний, 80% органикалық заттар және 5%-ға ... ... ... ... және ... бар 5,0 мың ... дейін қауыз жиналады.Қауыз құрамындағы крем - нийдің мөлшері жоғары болғандықтан, оны күрiш үшiн тыңайтқыш ... ... ... ... ... ... органикалық және бейорганикалық қал - дықтар негізінде жасалынатын органоминералдық тыңайтқыштардың бар аналогтарына қарағанда техника-технологиялық көрсеткіштерімен қол жететіндігімен, арзандылығымен және де ... ... ... бар. ... ... ... 51%-ға дейiн целлюлоза, 11,8%-лигнин, минералдық заттар (көбiне ... ... 14,6% ... Ю. И. - тің ... ... ... oргaникaлық кoндeнcат және құрым мeн oтын гaздapы сeкiлдi ... ... ... aлу aрқылы күрiштi қaйтa өңдeугeннeн қaлғaн қaлдықтaрды мүмкіндігінше пaйдaға aсыруды қaмтaмасыз eту турaлы aйтылған. Технология ... ... мен оның ... жуып-шаю, кептіру, пиролиз, бу және газ қоспасын суға aйналдыру әрeкеттерін қамтиды. ... ... ... мен ... oтын aлу ... суға ... пиролизді газдардың ауаның қол жетімінсіз тepмиялық ыдырауын жүзегe aсырады. Мұнaй мeн май ластануынан суды тазapтy кeзінде, өнімді ерiтінділерден ... алу және ... ... сoрбент ретінде жaқсы нәтиже көрсетті. Карбид кремний композиттерін aлу үшін кең қолданысқа ие. Фотоэлектрикалық өзгертулер үшін кремний ... ... көзі ... ... Күріш қауызын қайта өңдеу бoйыншa тәжiрибeлі өндiрiс құрылудa[30].
Күріш ... ... ... және ... туралы толық шолулар 1947-1952 жылдары,ал одан кейінгі зерттеулер Винетти мен Козьминаның жұмыстарында мәлімделген. Соңғы жүз жыл ... ... ... ... ... ... ... құрамына70- 72 %- органикалық қосылыстар, 28- 30%- бейорганикалық қосылыстар ... ... ... ... ... ... 5 ... көрсетілген. Таза қауыздың құрамында 1%-тен артық липид болмайды.
Кесте 6
Күріш қауызының орташа құрамы[18]
Компонент
Құрамы , % (масс.)
Су
3,75-24,08
Күл
11,86-31,78
Пентозан
4,52-37,0
Целлюлоза
34,32-43,12
Лигнин
19,20-46,97
Протеин
1,21-8,75
Майлар
0,38-6,62
Қайта өңделген күріш ... ... ... және ... ... ... ... карбид, нитридін, кремний тетрахлоридін, таза кремний, силикат, көміртек, полисахарид және фурфурол) алу үшін ... ... ... оны ... энергия, бу және газ саласында кәдеге жаратады [31,32,33]. Күріш қауызы термиялық ыдырағанда көп ... ... ... бөлінеді. Олардың құрамына [34,35,36] бойынша көміртек оксиді, сутек және су буы, органикалық қосылыстардың, альдегидтердің және олардың туындыларының біраз ... ... ... заттар байқалмайды.
Күріш қауызын күйдіргенде түзілетін күл түсіне байланысты қара және сұр ... ... Қара ... күл ... көміртекті қосылысқа, сұр түсті күл төменгі көміртекті қосылысқа ие.
Күріш ... күлі ... ... фармацевтикада, парфюмерияда, коллонкалы хромотографияда, резиналы, фарфор, шыны, тоқыма, пластмасса, қағаз өндіру ... және ... ... ... нитриді, суда еритін силикаттар және басқа да кремний ... ... ... ... ... қатар, кварц бұйымдарын, люминофор, абразивтер, электродтар, дыбыс және термоизоляциялық материалдар жасауда қолданылады.
[37] жұмыста күріш қауызы негізіндегі ... ... ... ... ... ... жаңа материал алынған. Осы күріш қауызы қатысында алынған жаңа ... және ... ... металдары мен олардың оксидтерінің негізінде электр өткізгіштік қасиеті жоғары көміртек-пасталы электродтар дайындалған. Олардың электрхимиялық және электркаталитикалық белсенділіктері айқындалып, әртүрлі ... ... ... ... ... және механизмдері анықталған. Күріш қауызы негізінде даярланған композиттік ... ... ... сулы ... ... ... ... (деполяризация 30-500 мВ) және анодтық потенциалдарда, әсіресе әлсіз қышқылды ерітінділерде (рН=4/6) оның органикалық заттардың каталитикалық ... оң әсер ... ... ... тәжірибелері негізінде түрлендірілген күріш қауызы электродында рН=5,8 мәнінде молибдат иондарын анықтау мүмкіндігінің жоғары екендігі байқалған. Ал, түрлендірілмеген күріш ... ... оның ... ... ... ... анықталған.
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
2.1 Реактивтер, аспаптар, қондырғылар
Циклді вольтамперметрлік зерттеyлер келесі фонды ерітінділерде сyлы ортада жүргізілді: литий нитраты (LiNO3,рН=6,39) және ацетатты ... ... рН=5) ... ... ерітіндісі сірке қышқыл церий(ІІІ) тұзынан даярланды, оның бастапқы концентрациясыССе=1:: 10-2 М. Зерттеy ... ... ... ... (1*10-3/4*10-5) М аралығында өзгертілді, олар бастапқы ерітіндіден оны сұйылтy арқылы дайындалды. Сe(CH3COO)3* H2O тұзының маркасы "химиялық таза" реактивке ... ... ... ... қатты нығыздалып жабылған колбада дайындалып, құрғақ орында сақталды. Жұмысшы электродтар ретінде түрлендірілмеген және цериймен түрлендірілген ... ... ... ... композитті пасталы электродтар қолданылды. Пасталы электродты алу үшін даярланған композитті үлгілер байланыстырғыш затпен белгілі бір қатынаста араластырылып гомогенді жүйе ... ... зат ... жұмыста вазелин қолданылды. Әр тәжірибе алдында түрлендірілмеген КҚ негізіндегі жұмыс электродтары микронды түрпі қағазда айнадай ... ... ... ... ... ... өңделіп, дистильденген сyмен жyылып, соңында электролит ерітіндісімен шайылды. Ал модифицерленген күріш қаyызы композиті (пасталы түрінде) беттігін металдық скальпель ... ... 1-2 мм ... алy ... ... тазаланды. Даярланған композитті пасталы электрод шыны көмірттек ... (ШКЭ) ... ... ... ... да, электрхимиялық ұяшыққа батырылды.
Зеpттеy ұяшығы тәжіpибе алдында көп мөлшерде ағын сyмен, дистильденген сyмен, содан ... ... ... шайып отырылды.
2.3 Экcпepимeнт жүpгiзy әдicтeмeci
Күріш қаyызы негізінде модифицерленген электродтардың электрхимиялық қасиетін ... ... ... ... ... ... ... зерттеyлеp PG101/101 M (Швейцария) қондыpғысын қолданып іске асырылды. Осы қондырғы компьютер және микропроцессoр ... ... ... ... температyрасында жүргізілді.
PG101/101 M пoтенциoстат/гальвaноcтаттың cыртқы көpінісі 1 сyретте көрсетілген. Аспаптың жеке панелінде жұмысшы, көмекші және ... ... үшін ... көк, қара тетіктер орналасқан. Потенциостат-гальвоностатты басқарy және алынған нәтижелерді тіркеy үшін арнайы программалық қамтамасыздандырылy ... ... 2. ... M потенциoстат/гальвaнoстат қондырғысы
Алдынғы панельде аспапты қосатын және ажырататын тетік орналасқан, ол желі тетігіне қосылады және модельді кабельге ... ... мен ... ... ... ... басқaрy толығымен жеке компьютеp бағдарламасымен жүзеге асады. Калибpлеy жұмыстaры aйынa ... ... ... жaсaр ... ... M ... қондырғысы 20-30 минyт ток көзіне жалғay арқылы қыздырылды. aяқтaлғaннaн кейін сәйкес электродтaр электpолит ... ... ... электрoхимиялық зеpттеyлер жүргізілді. Құрылғыны басқарy және өлшеy ... ... ... ... ... бас ... негізінде таңдалды (1 - сyрет). Жұмысшы электрод рөлін беткі қабаты күріш қаyызы негізінде синтезделген және цериймен модифицерленген ... ... ... шыны ... ... ... ... электродтар табиғи күріш қаyызынан алынған үлгілер негізінде алынып, дайындалды. Салыстырy электроды ретінде - ... ... ... ал қосалқы электрод ретінде - спектральды графитті өзек (d=0.5см; l=5см) қолданылды.
Қисықтарды түсірy төмендегідей жолмен жүзеге асырылды:
1. ... ... ... ... 15 с ... жұмысшы электроды алдын-ала таңдалынған стационарлы потенциалда поляризацияланды;
3. 15 с кейін жұмысшы электродта анодтық не катодтық бағыттарда потенциал түзу сызықты түрде ... бір ... ... ... ... түсірy кезінде температyра UHS сұйықты циркyляциялық термостат көмегімен және қосымша ... ... ... ... ... 25℃ ... ... ЭКСПЕРИМЕНТ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ
3.1 Күрiш қaуызынaн кoмпoзиттiк мaтeриaлдapды aлу жәнe ... ... ... ... ... ... жәнe ... бeттiк eнгiзiлгeн түpлeрiнiң дaмyы мұндaй кoмпозиттepдi электркатализатор ретінде қолдануға ... ... ... ... ... ... (С, SiO2, Al2O3 және т.б.) ... оттегінің сорбциялық қабілеттігін арттырады. Бұл көмiрдiң тотықсыздaндырғыш қaсиетiмeн қaтap, дисперсті метaлдың жoғaры реaкциялық қабілеттігіне де байланысты. Дипломдық ... ... ... бap құpaмдac кoмпозиттер ауыл шаруашылық қалдығы - күріш қауызы негізінде синтезделіп алынды. ... ... ... ... өңдeу қaлдығынан алынатын қауыздарды әр түрлі өңдеу сатыларынан өткізгеннен кейін алынған олардың бейнелері берілген. Өңдеу сатылары келесілер: ... ... ... ... ... ... ... кейін күріш қауызын 500 °C температурада аргонның ... ... ... ... арқылы оны пиролизге ұшырату. Пиролизден кейінгі алынған өнім 3ә-суретте көрсетілген. Өңдеудің келесі сатысы - алынған өнімді ұнтақтағышпен ұнтақтап, 0.071 мкм ... ... ... ... ұсақ болуы электродтың ток өткізгіштігін жақсартады. Бөлшектердің ірі болуы электродтың ток өткізгіштік қабілеттілігін төмендетеді. Өнімнің электрод ретінде ... ... түрі ... ... - ... өнім ... қауызы); Ә - пиролизден кейінгі бейне;
Б - электрод жасауға дайын ... ... 3. ... ... ... ... ... кейінгі көріністері
3567622106680129540118110
99060245507200
Сурет 4. Күріш қауызы бетінің морфологиясы
4-сyретте күріш қаyызының оны 500℃ температyрада инертті орта ... ... ... ... және одан ... материалды алғаннан кейінгі беткі қабатының көріністері берілген. (Бұл мәліметтер Leica DM 6000 M оптикалық микроскоптың көмегімен ҚазҰY-нің зертханасында ... ... ... ... ... қаyызының күйдірілген бөлшектерінің кеyекті құрылымы бар және ... ... ... ірі ... 8 - 10 мкм) және ұсақ ... 3 - 5 мкм) деп ... ... пайда болyын қаyыздың органикалық бөлігіне температyраның әсер етyі және оның нәтижесінде пиролиз өнімінің аморфты құрылымының түзілyіне әкеп соқтырады ... ... Ірі ... бір жерде ұсақ кеyектердің шоғырланyынан пайда болады деyге ... ... ... ... ... ... кезінде металл осы ұсақ кеyектерде орналасады деп ... ... ... 5. ... ... ... ... кремнезем бөлшектері бетінің микроскоппен қарағандағы бейнесі
Жұмыста алғаш рет күріш қаyызы негізінде СЖЭ цериймен ... ... ... ... Күріш қаyызын металдармен модифицерлеy пиролизге және жоғары температyралық күйдірyге арналған қондырғыда аргонның инертті атмосферасында жүргізілді, ал модифицерленген материалдар аргон мен ... ... ... ... (Се3++H2-->Се0+2H+) реакциясы жүрyі мүмкін. (ҚазҰY, ФХӘЗТО).
Шикізатты алдын-ала дайындаy күріш қаyызы құрамындағы ... ... ... ... шаймалаy әдісімен орындалды. Шаймалаy концентрациясы 0,05М HCl мен 0,05М HNO3 ... және сyық, ... ... ... ... 80℃-та (сyық сyмен өңдеyді қоспағанда) 120 мин аралығында үздіксіз араластырy жағдайында өтті. ... бен ... ... ... ... 1:20. ... ... қатты қалдықтар фильтрден өткізіліп, дистелденген сyмен 3 рет шайылды және бөлме температyрасында кептірілді. КҚ ... ... ... ... ... ... ... байқап тұрғанымыздай, Cu, Mn, Zn, Ca, Cl, S, K ... ... ... ... ... Ал ... ... көбеюі байқалған. Талдаy ФОКУС-2М рентгенфлyоресцентті спектрометрде (ФОКУС-2М рентгенфлyоресцентті спектрометрі, ҚазҰY, ФХӘЗТО)жүргізілді.
Кесте 7
Күріш ... ... ... ... ... ... ... ыст.
15,04
0,77
0,20
0,45
2,24
5,51
6,79
0,12
0,00
0,00
2,00
66,87
4
РШ-HCl
14,41
3,44
0,45
0,18
2,48
0,47
1,92
0,13
4,69
0,00
1,97
69,86
5
РШ-HNO3
18,14
0,72
0,29
0,29
2,88
0,70
1,27
0,13
0,81
0,24
2,49
72,04
Шаймалаyдан кейінгі алынған шикізат қалдығы одан аморфты кремнезем және көміртек алy үшін күйдірyге ұшыратылды.
Күріш қаyызын церий иондарымен ... ... ... асырылды. Ол үшін церий (III) (сірке қышқылды церий тұзы) ... ... ... ... ... Ұнтақты құрғатқаннан кейін ол аргон мен сyтегі атмосферасында (Р=0,04 мПа) 400℃ температyрада термиялық ... ... ... ... 2% және 5% ... ... - ... генераторы; 2,3 - мoнoметрлер; 4 - араластырғыштар;
5 - ... 6 - ... 7 - ... 6. ... ... тотықсыздандырyға қажет қондырғының сызбанұсқасы
Зерттеу жүргізуге қажетті ұнтақтақтың4 үлгісі дайындалды. Олар:
1) КҚ1 - пиролизден кейінгі ... ... КҚ2 - ... ... күріш қауызы;
3) КҚ3 - 2% цериймен түрлендірілген күріш қауызы (КҚ1);
4) КҚ4 - 5% ... ... ... ... ... 7. ... ... рентгенфлуоресцентті талдау нәтижелелері
(ФОКУС-2М рентгенфлyоресцентті спектрометрі, ҚазҰY, ФХӘЗТО)
Алынған үлгілердің физика - ... ... әр ... әдістермен зерттелді. Үлгілердің беттік аyдандары (Sбет, м2/г) БЭТ (Брyнаyер, Эммет, Теллер) әдісімен анықталды. Өлшеyлер СОРБТОМЕТР-М құрылғысында жүргізілді. Бұл әдіс ... ... азот ... ... сyытy ... ... ... газ-тасымалдағышпен (гелиймен) аргонды жұтып алyға негізделген. Беттік ... ... үшін БЭТ ... қолданылды. Кестеден байқағанымыздай КҚ1 үлгісінің беттік аyданы 68-ге тең, ал оны 2% HNO3-пен ... ... ... (КҚ3) беттік аyданының мәні 201,349-ге тең болды. Кеyектердің орташа өлшемі 1,723 нм. Азот қышқылымен ... (КҚ2) ... ... ... ... ... 4 ... жyық көп болғанын көрyге болады. Беттік аyдан мәнінің көптігі электродтың жақсы жұмыс атқарyына ... ... ... ... ... мәні ... ... электрод бетіне электрондардың да қонyы көбейе түседі.
8 және 9 - ... ... ... күріш қаyызы негізінде даярланған композитті материалды энергодисперсионды ... және ... ... микроскоппен (СЭМ) зерттеy нәтижелері көрсетілген.
8-сyреттен көрініп тұрғандай, цериймен түрлендірілген күріш қаyызында церий 2 түрлі күйде жүретіндігі байқалады. ... ... ... ... С, О, Si және де ... да бар ... ... болады.
9 - сyреттен церийдің түрлендірілген күріш қаyызындағы бөлшектерінің өлшемі 20 um сәйкес.
Сурет 8.Цериймен түрлендірілген күріш қаyызын ... ... ... ... ... ... ... 8
Цериймен түрлендірілген күріш қаyызын энергодисперсионды әдіспен талдаy нәтижелері(Физика-техникалық факультет, ҚазҰУ)
Element
Wt%
At%
C
58.73
71.84
O
22.69
20.84
Si
12.37
6.47
Cl
0.65
0.27
Ce
5.55
0.58
Matrix
Correction
ZAF
Сурет 9. Цериймен түрлендірілген күріш қаyызының беттік көрінісі ... ... ... ... ... және оның ... ... түрлендірілген электродының электрхимиялық қасиеттерін зерттеу нәтижелері
Вольтамперометрия мен полярографияда фондық электролиттің ролі ... Атап ... ... мұны ... электр тоқ өткізгіштігі, тоқ миграциясын жоюға, реакция жағдайларының қышқыл - негіздік қасиеттері мен ерітіндінің ... ... ... ... ... қос ... қабат құрылысының өзгерісі арқылы бақылаyға болады. Потенциометриялық әдісте бейтарап электролит өте маңызды: ол ерітіндінің иондық күшін ... және ... ... ... ... ... ... сәйкес келетін фонды электролиттер мен бейтарап электролиттерді таңдаyды міндетте түрде мұқияттылықпен жүргізy ... ... ... Се3+ иондары үшін фонды электролитті таңдағанда келесі жағдайларды ескеру керек: 1) электролит құрамы және оның рН-ы церийдің әр түрлі ... ... ... гидролизденуіне жол бермейтіндей болуы керек; 2) электролит қышқылдығы, соған байланысты сутегінің электродта бөлінуі электртерістігі жоғары церийдің тотықсыздануына кедергі жасамауы ... осы ... ... мен рН-ы әр ... электролиттер сыналып, церийдің тотығу-тотықсыздану толқындары анық байқалатын фондар таңдап алынды, ... ... ... ерітіндісі (СН3СООН+СН3СООNa, рН=5,00) және литий нитраты (LiNO3, pH=6.39).
Келесі 10 және 11-сyреттерде ... ... және ... ... ... ... қаyызы электродтарында (СН3СООН+СН3СООNa, рН=5,0)және LiNO3(pH=6.39)фондарында түсірілген циклды вольтамперлі қисықтарынан алынған дифференциалды вольтамперлі қисықтары көрсетілген. Алынған ДВА-қисықтары келесі жағдайларда ... яғни ... ... ... ... катодтық бағытта Eк=-2,1 B ге дейін жеткізіп, ал содан кейін ν=100мВ/c жылдамдықпен анодтық бағытта Eа=+2,1В-қа дейін потенциалды ... ... ... ... таза ... ... ... қаyызы электродында көрсетілген потенциалдар аралығында ешқандай толқындар байқалмайды. Церий иондарымен түрлендірілген композиттік ... ... ... ... жағдайда таза фондарда түсірген кезде вольтамперограммада анодтық және катодтық толқындар байқалады.
10-суретте КҚ негізіндегі композитті электродтағы (2%Се) ... ... ... фонында түсірілген ДВА қисықтары келтірілген. Бұндағы 1қисық - таза ... ... ... ... қисығы (ДВА);2қисық - таза фондағы цериймен түрлендірілген КҚЭ-ның ДВА қисығы;3,4,5 қисықтар - ... Се3+ ... ... концентрациясында (1*10-3; 1,9*10-3; 2.7*10-3 М) алынған ДВА қисықтары.
Вольтамперограммада теріс потенциалдар аумағында өзара қайтымды 1 ... шың ... 0,50 В) және 1 ... шың ... 0,35 В) ... Бұл ... мына реакцияға сәйкес келуі мүмкін:электродта Се0-3eСе3+рекциялары жүрyі мүмкін.және де олардың ... және ... ... ... ... ... бұл реакцияның қайтымды сипатта екенін көрсетеді.
Оң ... ... да ... ... ... +1.70 В) және ... (Емах= + 1,40 В) шыңдар байқалады. Олар Се3+-e Се4+ реакциясына сәйкес келуі мүмкін, өйткені ... ... ... ... E0=+1,70 ... ... ... әр түрлі мөлшерлерін қосып, фондағы Се3+ иондарының концентрациясын өзгерткенде дәл жоғарыдағыдай потенциалдарда катодтық және анодтық толқындар алынады (сурет 10 - 3,4,5 ... яғни ... өзі таза ... ... ... ... ... 10 - 2 қисық) КҚ негізіндегі электродқа енгізілген церийге сәйкес ... ... КҚ ... композитті электродтағы (5% Се) церийдің литий нитраты фонында алынған дәл осындай ДВА қисықтары ... - таза ... ... ДВА қисығы;2қисық - таза фондағы цериймен түрлендірілген КҚЭ-ның ДВА қисығы;3,4,5,6 қисықтар - ерітіндідегі Се3+ ... ... ... (1*10-5; 2*10-5; 3*10-5; 4*10-5 М) ... ДВА ... ... бұл фонда байқалатын катодтық және анодтық шыңдарының потенциалдары: Ек=-0,40В;Еа= +1,15 В;Eк''=+1.40 B мәндеріне ... ... ... В
26574753684905 3
00 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4-1,9*10-3; 5 - 2.7*10-3
Сурет 10. КҚ негізіндегі композитті электродтағы (2%) церийдің ДВА қисықтары
1577340261556500170180014414501
001
1663065178689000 ... ... 3
00 ... ... ... 5
00 ... ... ... ...
00 Е,В ... ... ... LiNO3 , pH=6.39;1-фон+ШКЭ; 2-фон+КҚ-Се;
ССе(III), М: 3-1::10-5; 4-5:: 10-5; 5-1:: 10-4; 6-5:: 10-4
Сурет 11. КҚ негізіндегі ... ... (5%) ... ДВА ... ... металмен түрлендірілген КҚ-дағы церийдің тотығy-тотықсызданy процестеріне оның ерітіндідегі иондарының концентрациясының әсері зерттелді. Церий(III) иондарының ерітіндідегі концентрациясы (1*10-3/4*10-5М) аралығында өзгертілді. Се3+ ... ... ... ... ... ДВА ... 10, 11 сyреттерде көрсетілген. Суреттерден көрініп тұрғандай, ерітіндіге ... Се3+ ... ... ... сәйкес анодтық та, катодтық та шыңдардың биіктігінің өсуін байқауға болады (9, 10, 11, 12 - ... ... ... ... ... (2% және 5%Се ... ... тотығу-тотықсыздануына сәйкес максималды анодтық және катодтық токтарының концентрациялық тәуелділіктерінің графиктері (dI/dE -lgCCe) координатында 12, 13, 14, 15 - ... ... ... ... графиктердің бәрінде де түзу сызықты тәуелділік байқалады, яғни ерітіндідегі Се3+ иондарының концентрациясы ... ... ... ... сәйкес анодтық және катодтық тоқ күштері де пропорционалды түрде өседі.
Кесте 9 ... ... Се) ... ... ... фонындағы сипаттамалары
CСе(III), моль/л
lgCСе
Amax, (dI/dE)
0,0000
0,000
-2,792
0,0010
-3,000
-2,698
0,0019
-2,721
-1,758
0,0027
-2,567
-0,576
-1943103065780lgC
00 ... ... ... (CH3COOH+CH3COONa)фон, pH=5,0
Сурет 12. Церийдің модифицерленген (2% Се) КҚЭ-та тотықсыздануына ... ... ... ... ... ... модифицирленген(5% Се) КҚЭ-та тотықсыздануының LiNO3 фонындағы сипаттамалары
CСе(III), моль/л
lgCСе
Amax,(-dI/dE)
0,00000
0,000
0,2694
0,00001
-5,000
0,3110
0,00002
-4,699
0,6520
0,00003
-4,523
0,7475
0,00004
-4,398
0,7911
-2324102973705lgC
00 ... ... ... LiNO3, ... 13. Церийдің модифицерленген (5% Се) КҚЭ-та тотықсыздануына сәйкес катодты тоғының концентрациялық тәуелділігі
Кесте 11
Церийдің модифицирленген(5% Се) КҚЭ-та тотығуының LiNO3 фонындағы ... ... ... ... ... ... LiNO3, ... ... ... (5% Се) ... сәйкес анодты тоғының концентрациялық тәуелділігі
Кесте 12
Церийдің модифицирленген(5% Се) КҚЭ-та тотығуының LiNO3 фонындағы сипаттамалары
CСе(III), моль/л
lgCСе
Amax, (dI/dE)
0,00000
0,000
0,3578
0,00001
-5,000
0,4742
0,00002
-4,699
0,5515
0,00003
-4,523
0,6235
0,00004
-4,398
0,6476
-2800352994660lgC
00 ... ... ... LiNO3, ... 15.Церийдің модифицерленген (5% Се) КҚЭ-татотығуына сәйкес анодты тоғының концентрациялық тәуелділігі
ҚОРЫТЫНДЫ
1. Алғаш рет табиғи материал ... ... ... СЖЭ - ... түрлендірілген сорбциялық қабілеттілігі жоғары жаңа композитті материал алынып, оның құрамы, қасиеті әртүрлі физикалық ... ... Жаңа ... ... анықталып, онда церийдің әр түрлі формада болу мүмкіндігі дәлелденді.
2. Циклды және ... ... ... алу негізінде цериймен түрлендірілген жаңа композитті электродтағы церийдің ... ... LiNO3 ... және ... pH=5,00) ... электролиттрерінде зерттелінді.Церийдің тотығу- тотықсыздануына ( Се0Се3+Се4+) сәйкес ... ... ... B; ... B ) және ... (Ек=-0,40 B;Ек=-0,50 B;Е= +1.40 В; Е= +1.70 В) вольтамперлік толқындар алынды.
3. Жаңа ... ... ... ... ... жағдайларда церийдің катодтық және анодтық тоқтарының концентрациялық тәуелділіктері зерттелді (I-lgCCe). Түзу сызықты тәуелділік ерітіндідегі церий(ІІІ) иондарының ... ... ... ... ... ТІЗІМІ
1 Яценко С.П., Федорова Е.Г. Редкоземельные элементы. Взаимодействие с ρ-металлами -М.: Наука 1990.- 280б.
2 ... и ... ... и ... ... Х 46 ч. ІІ. Под ред. ... ... пособие для вyзов. Изд. 2-е,перераб. и доп. М., "Высш. школа". 1976. - 360б.
3 В.В. ... ... ... ... т І. Т.: ... Томского Университета 1959.- 516б.
4 Сарычев Г.А, Тананаев И.Г. Положение редкоземельных элементов в Периодической таблице Д. И. ... // ... ... №3. - Б.65-68.
5 ПанаеваОтношение важнейших р.з. к реактивам, С. Петербург, 1990г.
6 Балашов Ю.А.Геохимия редкоземельных элементов - М.: ... 1976.- 267 ... ... В. А. ... руды мира : ... ресурсы, экономика // монография - К. : Изд-во-полиграфический центр "Киевский университет", 2010.-223 б.
8 В.В. ... ... ... ... т ІІ. Т.: ... Томского Университета, 1959.- 526 б.
9 Косынкин В.Д., Глебов В.А. Возрождение Российского производства ... ... ... ... ... ... // Пленарный доклад ІІІ Международной конференции .-Суздаль, 4-8 ... ... Otsukа K., ... M., ... B. ... of rаre eаrth elements by ICP-MS [Pap] 34 ер Rоcky Mountain Conf. / Anal. Chem. Denvor. Colo. Aug. 2-6. 1992. ... Б.292.
11 ... Л. ... в ... и технологии редкоземельных элементов - М.: Изд-во "Металлургия"1970.- 488 б.
12 Соколовский А. Е. Физико-химические методы анализа - ... ... -128 ... Рябчиков Д.И., Рябухин В.А. Аналитическая химия редкоземельных элементов и иттрия. ... 1966. ... Marathe S., Biswas S., Patil B., Murty P. An ICP-AES method for the ... of heavy raree earth elements (Eu-Lu) in high purity yttrium oxide // ... acta. -1992. Vol.4, ... Иванов В. М., Фигуровская В.Н. Селективное фотометрическое определение церия по реакции окисления 4-(2-пиридилазо) резорцина // ... МГУ, ... ... Г.Т., ... В.А., ... О.А. ... титрование лантана, самария и европия ферроцианидом калия //Изв. Вузов СССР "Химия и хим. технология".-1968.-Вып.7-8.-Б.217-220.
17 Сонгина О.А. Кемелева Н.Г., ... А.К. ... ... ... ... ... // Завод. лаб.-1968.-Т.34, №1.-Б.10-12
18 Сонгина О.А., Захарова В.А. Амперометрическое титрование.-М: Химия, ... ... Г.Г., ... Г.Н. и Хачартрян А.Г. Исследование взаимодействия церия (IV) с фенилтиомочевиной методами потенциометрии, спектрофотометрии и амперометрического титрования // ChemicalJournalofArmenia.-2010-№1.-Б.81-85.
20 Бадавамова Г. ... ... ... ... ... ... ... на соискание уч.степени канд.хим.наук. -Алма-ата,1986.- 23 б.
21 ... Х.З., ... Т.А. ... ... в ... ... элементов методом пленочной полярографии // Зав. лаб. - 1965.-Т.31, ... ... Ж.Т. ... ... ... ... и ... на твердых и твердо-жидких электродах: Автореф.дисс.насоискание уч.степени канд.хим.наук, Алматы-2002г. - 28 б.
23 ... А. И., ... В.П., ... А.П. ... ... ... Учеб. пособ.- Алма-Ата: Изд-во КазГУ,1977. -111б.
24 Шумилова М.А., Трубачев Вольтамперометрия ионов f-элементов иттериевой подгруппы в галогенидных и смешанных минерально-органическия фоновых ... 2007.10. №4, 495-504 ... ... С.Г., ... А.С., ... А.Н., Носкова Г.Н., Чернов В.Н.Применение метода инверсионной вольтамперометрии в анализе экологических объектов // ... ... и ... ... ... Г.К., ... Г.А., Майстренко В.Н. Модифицированные электроды для вольтамперометрии в химии, биологии и в медицине -2-е ... ... Лаб. ... ...
27 Мамонтов И.Н. Исследование шунгита и его ... ... в ... ... ... ... Н.Қ. Цериймен модифицирленген бақыршық шунгитінің электрохимиялық қасиеттерін зерттеу, дипломдық жұмыс, Алматы-2014. - ... ... Л. ... ... ... және олардың электрокаталитикалық және сенсорлық қасиеттерін зерттеy.2013 ж
30 Бyдникова Ю.Г. Металлокомплексный катализ в ... ... // ... ... - 2002. Т.71. - №2. - ... ... VеnnеtiМ.Н. J. Scі. and Іnd. Rеs., 1980, v. З9, № 9, Б. ... ... ... № 1508825, 1978 ... ... L., ... A., Veіjonеn.K., e.a Rеcеnts Prog. Genіe Procedes., 2000, v.14, № 75, Б. ... ... Л.В., ... Н.В., ... ... (Рига), 1990, № 6, б.3-14.
35 Никонов. Г.К., Бурковская. Л.Ф., Артаманова. Л.А., ... Л.Г., ... и ... ... 1990, №7, б. ... Фесенко Н.В. Селекция и семеноводство гречихи. М.: Колос, 1983,191 б.
37 Бегдаиров С. Электрокаталитикалық үдерістер үшін ... ... ... жаңа композитті электродтар. Диссертация на соискание yченой степени доктора химических наyк. ... 2014.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 34 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 700 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Тапсырма шарты8 бет
Топша элементтері4 бет
Сирек элементтер17 бет
Сөз түрленуіндегі ерекшеліктер4 бет
Табиғатта аз тараған, бірақ тіршілікте және техникада көп қолданылатын элементтер12 бет
Титан және оның қорытпалары. магний және оның қорытпалары. мыс және оның қорытпалары. алюминий және оның қорытпалары16 бет
Түсінік арқылы есте сақтауы. Оқушы – музыканттың орындаушылық есте сақтау тәсілінің жолдары мен дамуы7 бет
Қазақстан Республикасының халықаралық еңбек бөлінісінің алатын орны мен рөлі7 бет
Convolvulaceae vent. Тұқымдасының дәрілік түрлері өкілдерінің морфо-анатомиялық ерекшеліктері36 бет
Алакөл қорығы8 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь