3.2 Метод дифференциального термогравиметрического анализа [36-39]

Термогравиметрический анализ (TGA) основан на непрерывной регистрации изменения массы образца в зависимости от времени или температуры при нагревании в соответствии с выбранной температурной программой в определенной газовой атмосфере.

В классических методах термического анализа (ТА) осуществляется прямое измерение температуры образца в процессе нагревания или охлаждения (T) и фиксируется изменение какого-либо свойства, например, веса (TG -- анализ). Чувствительность метода можно увеличить, используя дифференциальное устройство. При этом возникает возможность регистрировать вместо температуры образца разность температур образца и какого-либо эталона сравнения, находящегося в аналогичных с образцом условиях. Таким наиболее распространенным методом является дифференциальный термический анализ (DTA), в котором с помощью термопар измеряется разность температур образца и эталона. В классическом варианте образец и эталон находятся в двух камерах. Измерение разности температур выполняется с помощью термопар, спаи которых погружены в порошкообразный образец и эталон. Дифференциальный термогравиметрический анализ (DTG) отлично дополняет традиционную термогравиметрию (TG), позволяя в одном эксперименте, наряду с изменением веса образца, фиксировать скорость этого процесса.

Измерительная система разрешает многократно нагревать и охлаждать образец с контролируемой скоростью, а также проводить изотермические измерения.

3.3 Метод дифференциальной сканирующей калориметрии [37]

В методе дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) теплоту определяют через тепловой поток - производную теплоты по времени (отсюда в названии термин «дифференциальный»). Тепловые потоки измеряются по разнице температур в двух точках измерительной системы в один момент времени :

Ц~ДT = T(x₂)?T(x₁) = f (x). (3.1)

Измерения можно проводить как в изотермических условиях, так и в динамическом режиме при программируемом изменении температуры оболочки (нагревателя). Калориметры такого типа называют «сканирующими». В современных приборах предусмотрена возможность задавать различные температурные программы.

1 Линейное нагревание/охлаждение с заданной скоростью

в: T_F =T₀ + в t, (3.2)

где T_F - температура нагревателя (furnace, F), T₀ - начальная температура измерительной системы, в - скорость изменения температуры нагревателя, t - время. Скорость изменения температуры может варьироваться в широких пределах (например, от 0.001 до 100є/мин).

2 Термомодулированный режим (TM-DSC). На линейное изменение температуры накладываются периодические колебания (ступеньки, зубцы, синусоида):

T_F = T₀ + в t + T_A sin (wt), (3.3)

где T_A - амплитуда и w - частота колебаний температуры).

Комбинация различных температурных сегментов (изотермических, динамических, модулированных).

Теория любого экспериментального метода создается на основе математической модели измерительной системы и протекающих в ней процессов. Любая теоретическая модель описывает реальную систему в некоторых приближениях.

Нулевое приближение

В нулевом приближении описываются системы, в которых не протекают химические реакции или фазовые переходы. Ниже перечислены ограничения, которые накладываются на систему при нулевом приближении.

1. Стационарное состояние: Ц ? f (t). Исключает из рассмотрения системы, в которых происходят химические или фазовые превращения, поскольку в этом случае тепловой поток от образца неизбежно зависит от времени.

2. Предполагается абсолютная симметрия измерительной системы:

r_FS = r _FR = r.

3. Предполагается, что теплообмен между ячейкой сравнения и образцом отсутствует: r_SR>? .

4. Не учитывается наличие нескольких границ раздела фаз между образцом (эталоном) и нагревателем (образец - тигель, тигель - сенсор, сенсор - теплопроводящая колонка и т.д.).

5 .Учитывается теплоемкость только образца и эталона (при наличии последнего); теплоемкости элементов конструкции измерительной ячейки (тиглей, теплопроводящей колонки и т.д.), разделяющих образец и нагреватель в расчет не принимаются.

6. Предполагается, что измеряемая температура равна температуре образца (не учитывается пространственное разделение образца и термопары).

7. Принимается, что все тепло от нагревателя к образцу передается только за счет теплопроводности колонки (не учитываются утечки тепла путем теплового излучения и конвекции).

Скорость изменения температуры образца (эталона) в отсутствии химических или фазовых реакций приблизительно равна скорости изменения температуры нагревателя в, а производная теплоты по температуре при постоянном давлении (как правило, эксперименты ДСК проводятся в изобарном режиме) равна теплоемкости S (R), поскольку теплоемкостями всех элементов конструкции прибора в нулевом приближении пренебрегают. Получают:

(3.4)

Первое приближение

В первом приближении может нарушаться условие стационарности теплового потока. Таким образом, в рассмотрение вовлекаются объекты, в которых происходят фазовые переходы или химические реакции.

Если в образце происходит химическая реакция, то он выделяет или поглощает теплоту. В результате генерируется дополнительный тепловой поток Ф_r, причем Ф_r > 0 для эндотермических реакций (процессов, протекающих с поглощением теплоты) и Ф_r < 0 для экзотермических (процессов, протекающих с выделением теплоты). В этом случае тепловой поток от нагревателя к образцу определяется двумя факторами: теплоемкостью образца и теплотой протекающего в нем процесса

(3.5)

Необходимо обратить внимание на то, что скорость изменения температуры образца, в котором протекает реакция, , будет отличаться от скорости изменения температуры эталона , которую можно считать равной заданной скорости изменения температуры нагревателя в.

Эталон заведомо выбирается инертным в изучаемом диапазоне температур (либо ячейка сравнения оставляется пустой), в нем не происходит никаких экзо/эндотермических процессов.

(3.6)

Из формулы 3.3 мы видим, что измеряемый сигнал не пропорционален потоку Ф_r. Помимо второго слагаемого, определяющего асимметрию измерительной системы за счет различия теплоемкости S и R, сигнал запаздывает относительно спровоцировавшего его события (реакции). Время запаздывания зависит от термической инерционности измерительной системы (конструкции прибора и природы образца), оно определяется первой константой времени .

Второе приближение

Выражения для экспериментального сигнала усложняются при дальнейшем

приближении модели к реальным условиям эксперимента. Во втором приближении отменяются ограничения 1 и 6 из нулевого приближения.

Датчик термопары, измеряющей температуру, не расположен непосредственно в образце или эталоне. Он находится на некотором расстоянии и отделен границами раздела фаз. Таким образом, измеряемая температура несколько запаздывает относительно реальной температуры образца. Время запаздывания характеризует вторая константа времени

(3.7)

(3.8)

Где T_mS, T_mR - измеряемая температура образца и образца сравнения соответственно, T_S, T_R

- их истинная температура, ф₂ = t₂ -t₁ - вторая константа времени. Величина ф₂ зависит от скорости теплообмена между образцом и датчиком термопары (теплопроводности и толщины слоя образца, плотности прилегания образца ко дну тигля и дна тигля к сенсору, толщины дна тигля и его материала, расстояния от тигля до датчика). Обычно предполагается, что от характеристик образца и эталона ф₂ зависит слабо, и она одинакова для обеих измерительных ячеек. Тогда из (3.4) и (3.5) получаем:

(3.9)

Комбинируя выражения 3.3 и 3.6 получаем выражение для измерения сигнала ДСК во втором приближении (3.7).

 (3.10)

Дальнейшее усложнение модели измерительной системы приводит к усложнению и уточнению полученных соотношений. На практике обычно ограничиваются вторым приближением.

Характеристики аномалий на кривых ДСК

Аномалией называется любое отклонение от монотонного изменения зависимости сигнала от времени. Такие отклонения возможны при протекании в образце процессов, связанных с выделением или поглощением теплоты (химических реакций, фазовых переходов первого рода) или с резким изменением теплоемкости образца (стеклование, фазовые переходы второго рода).

3.4 Метод сканирующей электронной микроскопии [45]

Принцип действия сканирующего электронного микроскопа заключается в том, что электроны, испускаемые нагретым вольфрамовым или LaBe катодом фокусируются магнитными линзами в точку диаметром ~10 нм. Применение катодов с полевой эмиссией позволяет получить электронный луч более малого диаметра. Используется ускоряющее напряжение от 1 до 50 кВ. величина тока пучка электронов на поверхности варьируется от 10^-6 до 10^-11 А. Электронный луч быстро сканирует исследуемый участок поверхности и модулирует яркость второго электронного луча, двигающегося синхронно с ним по экрану микроскопа.

Увеличение микроскопа регулируется изменением силы тока в обмотках электромагнитных линз, нормальный диапазон увеличений 10--50 000. Изображение выводится на высокоразрешающий экран электронно-лучевой трубки с разрешением на трубке 0,1 мм, что при увеличении 10 000 соответствует 10 нм на поверхности образца. Яркость каждой точки на телевизионном изображении определяется величиной сигнала с детектора электронов, который приблизительно равен 10^-14 А и поэтому должен быть усилен с помощью электронного умножителя или обычного усилителя. Четкость изображения поверхности при больших увеличениях определяется уровнем шумов в электронных схемах.

Обратноотраженные электроны образуются при рассеянии первичных электронов на большие (до 90°) углы в результате однократного упругого рассеяния или в результате многократного рассеяния на малые углы. При энергии первичного пучка от 10 до 20 кэВ примерно 50 % от общего числа образующихся вторичных и обратноотраженных электронов достигают поверхность.

Распределение вторичных электронов по энергиям зависит от энергии первичного пучка электронов, числа электронов во внешней оболочке атома, радиуса атома и наиболее сильно от величины потенциального барьера на поверхности материала. Максимум распределения вторичных электронов соответствует энергии на порядок меньшей, чем энергия первичного пучка. Вероятность вылета низкоэнергетического вторичного электрона экспоненциально уменьшается с глубиной генерации. Более половины вторичных электронов излучается с глубины ~0,5 нм. Очевидно, что обратноотраженные электроны имеют достаточную энергию для выбивания электронов из оболочек атомов и тем самым увеличивают шумовую составляющую в спектре вторичных электронов и уменьшают пространственное разрешение. Количество образующихся вторичных электронов слабо зависит от атомного номера элемента. Основным параметром, определяющим выход вторичных электронов, является угол падения первичного пучка на поверхность. При падении первичного пучка под наклоном к поверхности исследуемого образца, вся возбуждаемая электронным лучом область будет отклонена от нормали и выход вторичных электронов возрастет. Таким образом, вариации наклона микроучастков поверхности вызывают резко выраженные изменения в выходе вторичных электронов. Этот эффект используется для получения информации о топографии поверхности. Ряд методик обработки сигнала вторичных электронов используется для извлечения дополнительной информации или повышения качества изображения, например: методика подавления уровня шумов, состоящая в дифференцированном усилении сигнала, что дает усиление контраста на телевизионном изображении или на фотоснимке; методика нелинейного усиления, когда усилие контраста производится в определенном диапазоне интенсивностей сигнала на телевизионной трубке, что позволяет наблюдать детали на относительно темных участках изображения. В методе у-модуляции на телевизионной электронно-лучевой трубке луч отклоняется в вертикальном направлении пропорционально сигналу с детектора, что улучшает восприятие незначительных изменений в контрасте на фоне больших. Если используется какая-либо из описанных методик обработки сигнала, то необходимо более тщательно подходить к интерпретации изображений.

3.5 Метод трансмиссионной микроскопии [46]

Электронная микроскопия, совокупность электронно-зондовых методов исследования микроструктуры твердых тел, их локального состава и микрополей (электрических, магнитных и др.) с помощью электронных микроскопов (ЭМ) - приборов, в которых для получения увеличения изображений используется пучок электронов. Электронная микроскопия включает также методики подготовки изучаемых объектов, обработки и анализа результатов. Различают два главных направления электронной микроскопии: трансмиссионную (просвечивающую) и растровую (сканирующую), основанных на использовании соответствующих типов ЭМ. С их помощью можно получить качественно различную информацию об объекте исследования и часто применяются совместно.

Электронный луч - это направленный пучок ускоренных электронов, применяемый для просвечивания образцов или возбуждения в них вторичных излучений (напр., рентгеновского).

Ускоряющее напряжение - напряжение между электродами электронной пушки, которое задает кинетическую энергию электронного луча.

Разрешающая способность (разрешение) - наименьшее расстояние между двумя элементами микроструктуры, видимыми на изображении раздельно (зависит от характеристик ЭМ, режима работы и свойств образцов).

Светлопольное изображение - увеличенное изображение микроструктуры, сформированное электронами, прошедшими через объект с малыми энергетическими потерями (структура исследуемого образца изображается на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ) темными линиями и пятнами на светлом фоне).

Темнопольное изображение формируется рассеянными электронами (основной пучок электронов при этом отклоняют или экранируют) и используется при изучении сильно рассеивающих объектов (напр., кристаллов). Изображение, по сравнению со светлопольным, выглядит как негативное.

Оттенение - физическое контрастирование микрочастиц. На образец в вакуумной установке напыляется тонкая пленка металла; при этом "тени" (ненапыленные участки) прорисовывают контуры частиц, чем и позволяют измерять их высоту.

Негативное контрастирование - обработка микрочастиц на пленке-подложке растворами соединений тяжелых металлов (U и др.). В результате данной обработки частицы будут видны как светлые пятна на темном фоне (в отличие от позитивного контрастирования, делающего темными сами частицы).

Трансмиссионная микроскопия осуществляется с помощью трансмиссионных (просвечивающих) электронных микроскопов (ТЭМ). С их помощью тонкопленочный объект просвечивается пучком ускоренных электронов с энергией 50-200 кэВ. Электроны, отклоненные атомами объекта на малые углы и прошедшие сквозь него с небольшими энергетическими потерями, попадают в систему магнитных линз, которые формируют на люминесцентном экране (и на фотопленке) светлопольное изображение структуры. При этом возможно достичь разрешения порядка 0,1 нм, что соответствует увеличениям до 1,5 х 106 раз. Рассеянные электроны задерживаются диафрагмами, от диаметра которых в значительной, степени зависит контраст полученного изображения. При изучении более рассеивающих объектов большую информацию можно получить из темнопольных изображений.

Разрешение и информативность ТЭМ-изображений в основном определяются характеристиками объекта и способом его подготовки. При исследовании тонких пленок и срезов полимерных материалов контраст возрастает пропорционально их толщины, но одновременно снижается разрешение полученного изображения. Поэтому применяют очень тонкие (не более 0,01 мкм) пленки и срезы, контраст же повышают обработкой соединениями тяжелых металлов (Os, U, Pb и др.), которые избирательно взаимодействуют с компонентами микроструктуры (хим. контрастирование). Ультратонкие срезы полимерных материалов (10-100 нм) получают с помощью ультрамикротомов, а пористые и волокнистые материалы предварительно пропитывают и заливают в эпоксидные компаунды. Металлы исследуют в виде получаемой химическим или ионным травлением ультратонкой фольги. Для изучения формы и размеров микрочастиц (микрокристаллы, аэрозоли, вирусы, макромолекулы) их наносят в виде суспензий либо аэрозолей на пленки-подложки из формвара (поливинилформаль) или аморфного углерода, проницаемые для электронного луча, и контрастируют методом оттенения или негативного контрастирования.

Для анализа металлической фольги, а также толстых (1-3 мкм) срезов материалов используют высоко- и сверхвысоковольтные ТЭМ с ускоряющими напряжениями соответственно 200-300 и 1000-3000 кВ. Это позволяет снизить энергетические потери электронов при просвечивании образцов и получить более качественные изображения. Структура гелей, суспензий, эмульсий с большим содержанием воды может быть исследована методами криорепликации: образцы подвергают сверхбыстрому замораживанию и помещают в вакуумную установку, где производится раскалывание объекта и осаждение на поверхность свежего скола пленки аморфного углерода и оттеняющего металла. Полученная реплика, повторяющая микрорельеф поверхности скола, анализируется в ТЭМ.

ТЭМ обеспечивает также получение дифракционных картин (электронограмм), позволяющих судить о кристаллической структуре объектов и точно измерять параметры кристаллических решеток.

3.6 Электрохимические методы исследования

3.6.1 Общие данные по методике изучения электрохимических свойств

Изучение электрохимических свойств полученных образцов гидроксида никеля проводилось методами циклической вольтамперометрии и гальваностатического зарядно-разрядного циклирования. Проведение обоих типов электрохимических исследований проводим с помощью электронного потенциостата Elins P-8 в ячейке ЯСЕ-2. В качестве противоэлектрода используется никелевая сетка, электролит - раствор 6М КОН. Хлор-серебряный электрод сравнения помещается в отдельную емкость с насыщенным раствором хлорида калия. Эта ёмкость связана с ячейкой ЭСЭ-2 с помощью электролитического ключа, заполненного 6М КОН. Основа рабочего электрода - пеноникель, приваренный точечной сваркой к никелевому фольговому токоотводу. Рабочая площадь электрода составляет 0,5 см². На пеноникелевую матрицу наносят активную массу методом намазывания:

Приготовление активной массы электрода согласно массовому составу: 82,5% Nі(OH)₂, 16% графита, 1,5% ПТФЭ. Взвешивание идет на аналитических весах из расчета получения 0,5 г готовой сухой активной массы. Также учитываем, что эмульсия ПТФЭ содержит 60% сухого вещества. При этом составляется таблица и все результаты расчётов и взвешиваний заносятся в эту таблицу. В качестве примера приведена табл. 3.1:

Таблица 3.1. Ni-Al 3% горячий

Компонент	% масс.теор.	mтеор., г	mпракт., г	% масс.практ.
Ni(OH)2	82,5	0,4125	0,4127	82,51
Графит	16	0,08	0,08	15,99
ПТФЭ	1,5	Сух. - 0,0075 60% - 0,0125	Сух. - 0,0075 60% - 0,0125	1,5
У	100	0,5	0,03012	100

2. Вещества указанной массы взвешиваются в бюкс и тщательно смешиваются до удаления «неоднородностей» (до цвета хаки). Далее по каплям добавляется вода, пока масса не примет консистенцию густой сметаны;

3. Электрод перед нанесением активной массы взвешивается на аналитических весах;

4. Полученная активная масса тщательно вмазывается в поры пеноникеля с одной стороны электрода с помощью шпателя;

5. Намазанный электрод сушится в сушильном шкафу при температуре 90 градусов в течение 15 минут;

6. Излишки массы, которые «выпирают» за поверхность электрода тщательно удаляются мягкой кисточкой;

7. Электрод взвешивается на аналитических весах и результаты взвешивания заносятся в таблицу;

Таблица 3.2. Ni-Al 3% горячий, результаты взвешивания электродов

Электрод	mдо	mпосле	Дm	m(NiOH)2
1	0,3432	0,3558	0,0126	0,0104
2	0,4036	0,4201	0,0165	0,0136
3	0,3530	0,3750	0,022	0,0182

Из одной активной массы изготавливается 3-4 электрода: 2 для гальваностатического зарядно-разрядного циклирования, 1-2 (с наибольшей массой намазки) для снятия циклических вольамперограмм.

3.7.2 Циклическая вольтамперометрия [40-44]

С целью повышения информативности электрохимического метода исследования применяют вольтамперометрию - наблюдение за изменением (при изменениях состава контролируемого раствора) вольтамперной характеристики ("вольтамперограммы"), т.е. зависимости электрического тока через электрохимический элемент от приложенного напряжения. Циклическая вольтамперометрия является весьма ценным способом обнаружения числа присутствующих в растворе электроактивных веществ, одновременно пригодным для установления обратимости электродного процесса. Этот метод применим для изучения кинетики электродных процессов и определения устойчивости присутствующих веществ.

Для записи вольтамперограммы контролируемый раствор заливают в электрохимическую ячейку с двумя или тремя электродами. Один из них ("измерительный" или "индикаторный") имеет относительно небольшие размеры. Площадь поверхности второго ("вспомогательного") намного больше, чтобы при протекании тока перепад потенциала на нем практически не изменялся. Как правило, в контролируемый раствор добавляют индифферентный электролит большой концентрации, чтобы уменьшить падение напряжения на его омическом сопротивлении. Для полной компенсации омического падения напряжения в электролите иногда применяют третий электрод ("электрод сравнения") и потенциостатирование. В простейшем случае, пошагово накладывая на электрод всё большее внешнее напряжение и измеряя протекающий ток, снимают "статическую" вольтамперную характеристику. По данной характеристике можно судить о составе исследуемого раствора. Дело в том, что каждый вид ионов имеет свой характерный электрохимический потенциал. При постепенном повышении потенциала на измерительном электроде в первую очередь в электрохимическую реакцию вступают ионы с наименьшим электрохимическим потенциалом. Это приводит к возрастанию тока. По набору потенциалов, при которых имеет место возрастание тока, можно судить о видах присутствующих в исследуемом растворе ионов. А по высоте пиков тока можно судить о концентрации соответствующего вида ионов в растворе (чем выше их концентрация, тем интенсивнее происходит электродная реакция, и тем больше протекающий ток). Описанный метод «статической» вольтамперометрии позволяет определять присутствие в растворе ионов в концентрациях от 10-⁵ моль/л и выше.

При использовании вольтамперометрии с линейной разверткой потенциала приложенное к электродам напряжение линейно возрастает со временем от одного до другого заданного значения, и отслеживаются изменения тока. Благодаря ускорению процесса наращивания потенциала и возможности дифференцировать получаемый сигнал по времени удается повысить чувствительность метода до 10-⁶ моль/л.

Дальнейшим развитием метода стала так называемая "циклическая вольтамперометрия". В данном методе приложенное к электродам напряжение сначала линейно нарастет (рис. 3.1,а), а после достижения максимального значения - линейно убывает до исходного значения. И в процессе изменений измеряют зависимость тока от напряжения (рис. 3.1,б). Относительно быстрая "треугольная" развертка потенциала на измерительном электроде позволяет изучать кинетику и механизм электродных процессов с участием интересующих пользователя ионов.

Рис. 3.1. Объяснение метода циклической вольтамперометрии: а) зависимость приложенного напряжения от времени; б) циклическая вольтамперограмма

При малом напряжении ток остается относительно небольшим. Его иногда называют "фоновым". Вблизи точки А, когда приложенное напряжение становится сравнимо с контактной разностью потенциалов для исследуемых ионов, скорость электродных реакций и вместе с ней электрический ток через элемент начинают заметно возрастать. Концентрация ионов возле поверхности электрода снижается. Чем выше скорость электрохимической реакции, тем быстрее эта зона обедняется, вследствие чего скорость реакции уменьшается. В некоторой точке В ток достигает своего максимального значения и, несмотря на дальнейший рост приложенного напряжения, начинает спадать в направлении своего стационарного значения. При уменьшении напряжения, электрический ток продолжает уменьшаться, проходя через минимум вблизи от точки С.

Вид циклической вольтамперограммы зависит от всех особенностей происходящих в ячейке электрохимических реакций. Если электрохимические превращения возле электродов обратимы, то среднее арифметическое значение от напряжений, при которых достигаются максимум электрического тока (в точке В) и минимум (в точке С), равняется электродному потенциалу данного элемента. Если же реакции являются частично или полностью необратимыми, то вышеуказанное равенство не выполняется, а минимум тока может вообще отсутствовать. Форма циклической вольтамперограммы зависит и от скорости изменения напряжения. Все это может давать исследователю много ценной информации относительно кинетики электрохимических процессов в исследуемом растворе и о его составе.

Цели вольтамперометрического исследования:

а) определить электрохимическую активность образца по наличию пиков заряда и разряда на циклических вольтамперограммах, а так же изменению токов этих пиков от цикла к циклу с постоянной скоростью развёртки;

б) получить циклические вольтамперограммы при шести скоростях развертки и определить коэффициенты диффузии протона.

Для достижения этих целей использовалось два принципа снятия циклических вольтамперограмм:

1) Циклирование при постоянной скорости развертки потенциала 1 мВ/с. Проводится 5 циклов в интервале потенциалов 0 - 430 мВ (относительно ХСЭ). При этом происходила проработка активной массы;

2) Циклирование с повышением скорости развёртки. Проводится 6 циклов, со следующими скоростями развертки:

а) 0,99989 mV/s;

б) 2,1874 mV/s;

в) 4,7786 mV/s;

г) 10,453 mV/s;

д) 22,848 mV/s;

е) 49,564 mV/s.

Следует указать, что процесс циклирования с повышением скорости развёртки проводится сразу после 5 циклов снятия вольтамперограмм с постоянной скоростью развёртки без замены электрода.

После снятия вольтамперограмм при постоянной скорости производится пересчет потенциала на стандартную водородную шкалу и песесчет тока на удельный (А/г). По полученным данным строятся графики вольтамперных кривых и проводится их анализ. Отмечается ток и потенциал катодного и анодного пиков и рассчитывается разность катодного и анодного потенциалов. Из результатов расчета получают соответствующие данные об электрохимической активности образца и стабильности его работы во времени.

С помощью вольтамперограмм, полученных при различных скоростях развертки, находят коэффициент диффузии, используя уравнение Рендлса-Шевчика (уравнение 3.11).

I = 2,69 ·10⁵ · n^3/2 · S·C·D^1/2 ·н^1/2, (3.11)

где н - скорость розвертки потенциала, В/с;

n = 1 - число электронов, участвующих в реакции;

S - истинная поверхность электрода, см²;

C - максимальная концентрація протонных вакансий, моль/см² (0,045моль/см³);

I - ток пика, А.

D - коэффициент диффузии, см²/с.

Вольтамперограммы обрабатывают следующим образом:

1. Определяют токи и потенциалы положительных и отрицательных пиков;

2. Строят зависимость тока пика от корня скорости развертки (Рис );

3. С помощью значения тангенса наклона прямой находят коэффициент диффузии.



Рис. 3.2 График зависимости тока пика от корня скорости развертки потенциала.

Преобразуя уравнение Рендлса-Шевчика получают:

, (3.12)

где а - тангенс угла наклона прямой.

3.7.3 Гальваностатическое зарядно-разрядное циклирование

Заряд-разрядное циклирование в суперконденсаторном режиме проводили на той же установке, что и для снятия циклических вольтамперограмм, с одним отличием. Для предотвращения отделения активной массы от рабочего электрода при заряде из-за выделения кислорода, к лицевой части рабочего электрода прижимали защитную пустую пеноникелевую матрицу с приваренным фольговым никелевым токоотводом, и фиксировали капроновой нитью. Оба токоотвода (рабочего электрода и защитной матрицы) подключали к клемме рабочего электрода ячейки ЯСЭ-2. Для гальваностатического зарядно-разрядного циклирования использовались следующие габаритные плотности тока.: 10, 20, 40, 80, 120 мА/см². Для циклирования на потенциостате Elins P-8 использовали режим «Программатор», который даёт возможность ручного переключения между шагами, в режиме гальваностата. В соответствии с площадью рабочего электрода выставлялось заданное значение тока. При заряде и разряде использовались одинаковые плотности тока и проводилось по 10 зарядно-разрядных циклов для одной плотности тока, начиная с меньшей плотности тока. Об окончании заряда или разряда свидетельствует практически постоянное значение потенциала.

По результатам зарядно-разрядных кривых рассчитываются емкости (С, Ф/г и Q, mА?ч/г) согласно формуле:

С = , (3.13)

где - I - ток, mА;

t_кон - конец разряда, с;

t_нач- начало заряда, с;

Е_к - конечный потенциал, mV;

Е_п - начальный потенциал, mV;

m_гидр - масса гидроксида никеля на рабочем электроде, г.

,mA*час/г (3.14)

где - I - ток, mА;

t_кон - конец разряда, с;

t_нач- начало разряда, с;

m_гидр - масса гидроксида, намазанного на электрод, г.

4. Полученные результаты и их обсуждение

4.1 Метод дифференциального термогравиметрического анализа, метод дифференциальной сканирующей калориметрии

Гидроксид никеля с добавкой 0,5% алюминия, полученный горячим гидролизом. Потеря массы составляет 19% , четко выраженный эндотермический пик при температуре 348,8-345°С, что соответствует распаду кристаллической решетки гидроксида никеля. Эти данные указывают на кристаллическую в-модификацию.

Гидроксид никеля с добавкой 1% алюминия, полученный горячим гидролизом. Данные принципиально не отличаются от данных с добавкой 0,5%. Потеря массы 19,32%, одна площадка распада при Т = 297,66-359,07°С.

Гидроксид никеля с добавкой 1% алюминия, полученный холодным гидролизом. На TG кривой наблюдаются две площадки потери массы. На первой потери составляют 6,63%, а на второй 18,83%, при этом на обеих площадках потери массы соответствуют эндотермическим пикам на DTA кривой (первый при Т = 100°С, второй при Т = 281°С). Можно предположить, что вероятнее всего наличие б-подобной структуры, для которой характерна потеря кристаллизационной воды, а затем разрушение кристалла. Первый эндотермический пик можем отнести к сушке материала, однако, величина потери массы (6,5%) и количество тепла, поглощенное в эндотермическом пике, должны были соответствовать слишком большому количеству физической воды. На DTA кривой наблюдается ярко выраженный, но небольшой пик выделения тепла, но мы пока не можем идентифицировать его с каким либо протекающим процессом.

Гидроксид никеля с добавкой 3% алюминия, полученный горячим гидролизом также имеет подобные характеристики, как и с добавкой 1% алюминия, как по TG, так и по DTA кривой. Однако, На TG кривой наблюдается небольшая площадка температур в интервале 270-302°С, а потеря массы составляет 1,88%. Возможно это изменение массы соответствует распаду гидроксида алюминия, но это только гипотеза.

Гидроксид никеля с добавкой 3% алюминия, полученный холодным гидролизом. Данный образец также, вероятно, характеризуется б-подобной структурой, так как на TG кривой имеется две площадки потери массы, которым соответствуют два эндотермических пика.

В целом для образцов, полученных холодным гидролизом, TGA кривые для различного содержания алюминия в прекурсоре подобны. Увеличение содержания алюминия приводит к меньшей стабильности б-подобной структуры и несколько большей потери массы. DTA кривые также подобны. Второй эндотермический пик также подтверждает несколько большую стабильность образца, полученного из прекурсора с 1% алюминия. (Рис 4.1)

Рис. 4.1 общие TGA и DTA кривые

При горячем гидролизе TG кривые всех трех образцов очень подобны, потеря масс одинакова, но разрушение кристаллов образца с 0,5% алюминия начинается несколько раньше. на DTA кривой можно отметить очень сильные эндотермические пики разрушения кристаллов для образцов 0,5 и 3% алюминия, в то время как для образца с 1% добавки этот эндотермический пик менее выражен. Вероятно, это указывает на меньшую стабильность или большую дефектность решетки образца с 1% алюминия, однако этот вывод должен быть опровергнут или подтвержден дальнейшими исследованиями.

4.2 Сканирующая электронная микроскопия

Гидроксид никеля с добавкой 0,5% алюминия.

При холодном гидролизе образующиеся частицы более менее равномерны по размеру, имеют шестигранную форму со скругленными краями. Некоторые из частиц представляют из себя агрегаты из нескольких слипшихся плоских частиц гексагональной формы. Размер частиц по диагонали около 12-25 мкм. (Рис 4.2)

Рис 4.2 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 0,5% алюминия, холодный гидролиз

Образец, полученный с помощью горячего гидролиза представляет из себя смесь очень мелких частиц гексагональной формы с очень малой толщиной и более крупных частиц (10-25 мкм). Эти частицы представляют из себя агломераты из очень тонких мелких частиц (пластин), сросшихся под большими углами друг к другу. Большие агломераты имеют как сфероидальную, так и гексагональную форму.

По виду частиц можно предположить очень высокую пористость и удельную поверхность, что может привести к очень высокой электрохимической активности. (Рис 4.3, 4.4)



Рис 4.3 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 0,5% алюминия, горячий гидролиз (увеличение х1000)

Рис 4.4 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 0,5% алюминия, горячий гидролиз (увеличение х2500)

Гидроксид никеля с добавкой 1% алюминия.

Холодный гидролиз. Частицы имеют похожую на гидроксид никеля с добавкой 0,5% алюминия гексагональную форму, также состоят из нескольких слипшихся частиц (шестигранники частично зализаны по краям, немного меньше размер частиц) (Рис 4.5)

Рис 4.5 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 1% алюминия, холодный гидролиз

Горячий гидролиз. Также наблюдается смесь очень мелких, плоских гексагональных частиц, сросшихся по несколько штук под углами 30-90°, и более крупных частиц, также состоящих из более мелких. (Рис 4.6)



Рис 4.6 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 1% алюминия, горячий гидролиз

Гидроксид никеля с добавкой 3% алюминия.

Порошок, полученный холодным гидролизом, имеет более мелкие пластинчатые гексагональные частицы, плоско сросшиеся из более мелких (рис 4.7)

Рис 4.7 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 3% алюминия, холодный гидролиз

При горячем гидролизе образец в основном состоит из мелких очень тонких пластинчатых кристаллов и малого количества небольших агломератов, сросшихся под большими углами (Рис 4.8).



Рис 4.8 Сканирующая электронная микроскопия. Гидроксид никеля с добавкой 3% алюминия, горячий гидролиз

В целом, образцы, полученные с введением в прекурсор алюминия при горячем гидролизе, состоят из мелких, очень тонких гексагональных частиц, соединяющихся между собой под большим углом. Такая форма позволяет предположить высокую удельную поверхность и высокую удельную емкость в суперконденсаторном режиме. Данная форма кристаллов не полностью соответствует предыдущим исследованиям, хотя подобные структуры встречаются. Возможно это объясняется тем, что синтез вели в присутствии избытка кислоты в прекурсоре.

Увеличение содержания алюминия приводит к уменьшению среднего размера частиц без принципиального изменения формы.

При холодном гидролизе наблюдаются гексагональные частицы, состоящие из плоскосцепленных более тонких гексагональных частиц. При этом увеличение содержания алюминия приводит к более четко выраженной шестигранной форме частиц и уменьшению размера и общей толщины частиц.

5. Экономическая часть

5.1 Экономическое обоснование темы работы

Целью данной работы является изучение зарядно-разрядных характеристик активной массы на основе синтезированого порошка гидроксида никеля.

Поскольку дипломная работа носит исследовательский характер, и в результате проведенных исследований не предполагается разработка готовых к внедрению в производстве технологий, в экономической части проводится расчет затрат на проведение НИР.

5.2 Расчет затрат на проведение научно-исследовательской работы

В состав затрат на проведение научно-исследовательской работы включают затраты на:

- электроэнергию;

- оборудование;

- заработную плату руководителей дипломной работы, консультантов по разделам «Экономики» и «БЖД», исполнителя дипломной работы;

- материалы и реактивы;

- единый социальный налог;

- лабораторные расходы;

- накладные расходы.

Величина затрат определяется суммированием затрат по определенным статьям.

5.2.1 Расчет затрат на электроэнергию

Энергетические затраты складываются из затрат на электроэнергию, необходимую для питания используемых в работе приборов и установок.

Расчет затрат на электроэнергию (З_эл) при использовании основного оборудования проведен по формуле (5.1) и полученные данные сведены в таблицу 5.1.

,(5.1)

где - стоимость 1 кВт · ч электроэнергии, руб./кВт, Ц_э = 3,58 руб./кВтч;

- мощность прибора, кВт;

- количество часов работы прибора, ч;

- коэффициент использования мощности; .

Q_э- суммарное количество электроэнергии, кВтч.

Q_э = 0,017 10 = 0,17 кВтч;

З_э = 3,58 0,017 10 0,80 = 0,49 руб.

Таблица 5.1 - Затраты на электроэнергию

Наименование оборудования	Мощность, кВт	Количество часов работы, ч.	Суммарное количество электроэнергии, кВтч	Затраты на электроэнергию, руб.
Весы лабораторные ВЛР -200г - М	0,017	10	0,17	0,49
Весы лабораторные ВН - 600 - М	0,015	5	0,075	0,22
Потенциостат Р-30М	0,030	20	0,6	1,72
Шкаф сушильный SNOL	0.475	10	4,75	13,61
Мешалка магнитная с подогревом C-MAG HS7 IKAMAG Packege	0,350	240	84	240,58
Итого:				256,62

Таким образом, затраты на электроэнергию равны 256,62 руб.

5.2.2 Расчет затрат на реактивы и материалы

Затраты по этой статье включают стоимость материалов, химикатов, воды для приготовления растворов, мытья посуды и прочее. Они определяются, исходя из планово-заготовительных цен и количества материалов, израсходованных на проведение единичного эксперимента.

Расчет затрат (З_Р.М.) производится по формуле:

, (5.2)

где Р_i- общий расход i-ого вида материальных ресурсов, кг (л);

Ц_i - оптовая цена i-ого вида материальных ресурсов, руб/кг;

i=1…n - виды материальных ресурсов.

Данные расчета затрат на необходимые материалы приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Затраты на реактивы, использованные для выполнения научно-исследовательской работы (НИР)

Наименование реактива	Единицы измерения	Общее количество израсходованного реактива	Оптовая цена, руб.	Затраты, руб.
КOH калий едкий (тв.)	кг	0,1	220,00	22,00
NaOH сода каустическая	кг	1,518	130	197,34
HClО4 кислота хлорная (жидкость)	л	0,07	405	28,35
KCl хлорид калия (тв.)	кг	0,2	84,60	16,92
Графит	кг	0,002	48,00	0,09
Вода дистилированная	л	40	9,00	360
ПТФЭ	л	0,005	570,00	2,85
Итого:				627,55

Таким образом, затраты на реактивы и материалы составили 627,55 руб.

5.2.3 Расчет затрат на лабораторные расходы

В лабораторные расходы входят затраты на отопление, воду, стеклянную посуду, освещение и вентиляцию.

Расчет затрат на химическую посуду

Химическая посуда относится к материалам и подлежит списанию в размере 30-50% от стоимости в год (в расчетах принимаем 40%). Расчет затрат на химическую посуду представлен в таблице 4.3.

Из таблицы видно, что общая стоимость используемой посуды составляет 9386,90 руб.

К расчету принимается стоимость затрат на химическую посуду в размере 40% от общей стоимости и составит 3754,76 руб.

Таблица 5.3 - Затраты на химическую посуду

Наименование стеклянной посуды	Стоимость, руб./шт.	Количество, шт.	Общая стоимость посуды, руб.	Затраты, руб. (40%)
1	2	3	4	5
Колба плоскодонная на 1000 мл	280,00	1	280,00	112,00
Колба плоскодонная на 250 мл	120,00	1	120,00	48,00
Воронка Бюхнера	203,00	1	203,00	81,2
Воронка лабораторная	38,80	1	38,80	15,52
Мерный цилиндр на 250 мл	228,30	1	228,30	91,32
Фторопластовый стакан с крышкой на 1000 мл.	1184,70	1	1184,70	473,88
Стакан химический на 50 мл	18,40	2	36,80	14,72
Стакан химический на 150 мл	24,60	2	49,20	19,68
Палочка стеклянная	3,40	1	3,40	1,36
Бюкс	43,00	1	43,00	17,2
Пипетка на 50 мл	78,00	1	78,00	31,2
Стакан пластмассовый на 500 мл	150,00	1	150,00	60,00
Ячейка ЯСЭ-2	5200,00	1	5200,00	2080
Итого:			7615,2	3046,08

Расчет затрат на отопление помещения

Расчет затрат на отопление определяется по нормам расхода тепла на 1м³ отапливаемого помещения. Общий расход тепла определяется по формуле (5.3):

, (5.3)

где H_n - норма расхода тепла, ккал/м^3.ч, H_n = 20 ккал/м^3.ч;

n - число дней в отопительном периоде, дни n = 60;

V - объем помещения, м³, V = 48 м³.

Учитывая, что стоимость теплоносителя С_п = 2056,7 руб./Гкал рассчитываем затраты на отопление в лаборатории по формуле (5.4):

, (5.4)

где З_отопл- затраты на отопление, руб.;

Q_п - расход теплоносителя, Гкал;

С_п - стоимость теплоносителя, руб./Гкал.

Расчет затрат на воду

В исследовательской работе применялась вода водопроводная для мытья посуды.

Затраты на воду определяем по нормам расхода воды в сутки на одного работника по формуле (5.5):

(5.5)

где З_вод. - затраты на воду, руб.;

H_w - норма расхода воды, л/чел.дн.; H_w = 30 л./чел.дн.;

В_эфф - эффективное время работы, дней; В_эфф = 120 дн.;

С _w- стоимость 1м³ воды (включая горячую воду, холодную воду и утилизацию), руб./1м³;

;

Затраты на освещение лаборатории

Количество электроэнергии, расходуемое на освещение лаборатории, рассчитываем по формуле:

, (5.6)

где Q_осв.- количество электроэнергии, кВт·ч;

Н_э- норма расхода электроэнергии, Вт/м²; Н_э = 10 Вт/м²;

S_п- площадь помещения, м²; S_п = 16 м²;

В_осв.- время освещения в сутки, ч; В_осв = 6 ч.;

В_эфф.- эффективное время работы лаборатории, дней; В_эфф. = 120 дн.

Затраты на освещение, исходя из тарифа 3,58 руб. за 1 кВт·ч рассчитываются по формуле:

.(5.7)

Тогда:

Затраты на вентиляцию

Затраты на вентиляцию лаборатории рассчитываем, исходя из мощности двигателя, по формуле:

,(5.8)

где З_вент.- затраты на вентиляцию, руб.;

М_в- мощность двигателя, установленного на вентиляторе, кВт, М_в = 1 кВт;

ф- время работы вентилятора, ч, ф = 480 ч;

С_э- стоимость 1 кВт·ч электроэнергии, руб./кВт·ч, С_э = 3,58 руб./кВтч.

Лабораторные расходы сведены в таблицу 5.4.

Таблица 5.4 - Лабораторные расходы

Вид затрат	Расходы, руб.
Затраты на отопление	2838,25
Затраты на воду	595,91
Затраты на химическую посуду	3046,08
Затраты на освещение лаборатории	412,42
Затраты на вентиляцию	1718,4
Итого:	8611,06

5.2.4 Расчет затрат на оборудование

Затраты на используемое оборудование рассчитываются, исходя из балансной стоимости прибора и длительности его использования с учетом срока службы и включаются в состав затрат в виде амортизационных отчислений:

(5.9)

где А - амортизационные отчисления, руб.;

Ц_П - инвентарная стоимость приборов, руб.;

Т - время использования приборов, дни;

k - коэффициент, учитывающий расходы на доставку и монтаж основного оборудования, k = 1,1;

ф - срок службы приборов, лет.

Данные об амортизационных отчислениях по приборам приведены в таблице 5.5.

Пример расчета:

Таблица 5.5 - Инвентаризационная ведомость

Наименование	Стоимость, руб.	Срок службы, лет.	Время использования, мес.	Сумма амортизационных отчислений, руб.
Весы лабораторные ВЛР -200г - М	38527,00	8	1	441,46
Весы лабораторные ВН - 600 - М	5900,00	8	1	67,60
Потенциостат Р-30М с ПК	114196,90	10	2	2093,61
Шкаф сушильный SNOL	30325,20	15	2	370,64
Магнитная мешалка с подогревом C-MAG HS7 IKAMAG Packege	33023,00	7	1	432,44
Итого:				3405,75

Таким образом, сумма амортизационных отчислений равна 3405,75 руб.

5.2.5 Расчет затрат на оплату НИР

Расчет затрат на оплату НИР учитывает: оплату работы исследователя, руководителей дипломной работы, консультантов по экономической части и по разделу «Безопасность жизнедеятельности», рецензента.

Доход исследователя определяется размером месячной стипендии (С), умноженной на число месяцев (n), отводимых на выполнение НИР:

З_{исслед-ль} = С n = 2311,5 ^. 4 = 9246 руб.

Зарплаты руководителей и консультантов определяем исходя из нормы затрат времени в часах на одну дипломную работу и средней часовой тарифной ставки.

В затраты входят также отчисления на страховые взносы во внебюджетные фонды в размере 30% (ПФР - 22%, ФСС - 2,9%, ФФОМС - 5,1%).

Часовая тарифная ставка рассчитывается по формуле (5.10):

(5.10)

где ТС - часовая тарифная ставка, руб.;

З - зарплата руководителей, консультантов и рецензента, руб./мес.

Т - количество рабочего времени, ч/мес.

Расчет затрат на оплату научно-исследовательской работы представлен в таблице 5.6.

Таблица 5.6 - Затраты на оплату труда

Научно-исследовательский персонал	Норма времени, ч.	Часовая тарифная ставка, руб.	Фонд зарплаты с учетом районного коэффициента, руб.	Отчисления на страховые взносы, руб.
Исполнитель дипломной работы (стипендия)	4 мес.	2311,5 руб./мес	9246,00	-
Руководитель дипломной работы (преподаватель)	8,5	100	850	255
Консультант по разделу «Экономика»	3	100	300	90
Консультант по разделу БЖД	3	100	300	90
Итого:			10696	435

Таким образом, фонд заработной платы составит 10696 руб., а страховые взносы в размере 30% от заработной платы равны 435 руб.

5.2.6 Накладные расходы

Накладные расходы включают затраты на содержание учебно-вспомогательного и административно-управленческого персонала, отчисления на износ и текущий ремонт зданий, уборку помещений, командировочные, канцелярские и прочие хозяйственные расходы и принимаются округленно в размере 10-15% от общих затрат (в расчетах принимаем 10%). Накладные расходы находятся по формуле (5.11):

, (5.11)

где З_Р.М.- затраты на реактивы и материалы, руб.;

З_{опл.труда}- затраты на оплату труда, руб.;

СВЗ- страховые взносы, руб.;

А- амортизационные отчисления, руб.;

З_эл. - затраты на электроэнергию, руб.;

З_лаб. - лабораторные расходы, руб.

Тогда накладные расходы:

^.

5.2.7 Смета затрат на выполнение НИР

На основании проведенных расчетов составляем сводную таблицу затрат на научно-исследовательскую работу (таблица 5.7).

Диаграмма затрат на научно-исследовательскую работу представлена на рисунке 5.1.

Таблица 5.7 - Смета затрат на проведение НИР

Наименование статьи затрат	Сумма, руб.	Структура затрат, %
1 Затраты на реактивы и материалы	627,55	2,37
2 Лабораторные расходы	8611,06	32,57
3 Затраты на электроэнергию	256,62	0,98
4 Заработная плата научно-исследовательского персонала	10696	40,46
5 Отчисления на страховые взносы	435	1,65
6 Затраты на амортизацию	3405,75	12,88
7 Накладные расходы (10% от общих расходов)	2403,2	9,09
ИТОГО	26435,18	100,0

Таким образом, затраты на НИР составили 26435,18 руб.



Рисунок 5.1 - Относительные затраты на проведение НИР

Из диаграммы расходов, представленной на рисунке 4.1 видно, что основные расходы приходятся на лабораторные расходы и зарплату научно-исследовательского персонала.

В данной дипломной работе проведен расчет затрат на исследование электрохимических свойств синтезированного порошка гидроксида никеля. Исследование является важной частью разработки новых видов суперконденсаторов, модернизации и разработки новых ХИТ, для разработки экологически чистых двигателей, работающих на электрической энергии. В настоящее время ионисторы часто применяются в бытовой технике. Суперконденсаторы имеют более долгий срок службы и емкость чем аккумуляторы, что делает их востребованными в современном обществе. Дальнейшее проведение НИР является экономически целесообразным и перспективным.

6. Безопасность жизнедеятельности

6.1 Экологическое обоснование темы дипломной работы

Целью данной дипломной работы является исследование электрохимических свойств Ni(OH)₂ синтезированного с добавлением гидроксида алюминия, на основе зарядно-разрядных и вольтамперных кривых.

Изучение свойств гидроксида никеля, как активного вещества одного из электродов, является одним из важных направлений в разработке современных суперконденсаторов. В настоящее время ионисторы занимают все большее значение при использовании в промышленности, технике, а так же в бытовой сфере.

Научно-исследовательская работа выполняется в химической лаборатории, что в свою очередь сопряжено с риском для жизни и здоровья человека, такими как поражение электрическим током, ожоги химическими реагентами. В разделе «Безопасность жизнедеятельности» разработаны основные мероприятия, обеспечивающие безопасность проектируемого объекта для человека и окружающей среды.

6.2 Свойства применяемых реактивов, исследуемых и получаемых веществ [47, 48, 49, 50]

В процессе работы в лаборатории приходится использовать вредные вещества, которые оказывают токсичное действие на организм человека. Поэтому для предупреждения возможных отравлений, получения ожогов или травм, необходимо знать свойства этих веществ, их ПДК, а также меры защиты и оказание первой помощи пострадавшему. В таблице 6.1 приведены характеристики токсичных веществ, используемых в данной работе.

Таблица 6.1 - Свойства веществ по токсичности

Вещество	Токсичное действие вещества	ПДКр.з., мг/м3	ПДКм.р., мг/м3	ПДКс.с, мг/м3	ПДКк.б, мг/л	Класс опасности
1	2	3	4	5	6	7
Ni(OH)2 Гидроксид никеля(тв., пыль)	Канцерогенное и аллергенное воздействие на организм	-	-	-	Ni+2 0,1	2
Ni(ClO4)2, (аэрозоль, жидкость)	Отравление сопровождается слабостью, головной болью, рвотой, одышкой. В тяжелых случаях может развиться отек легких. При хроническом отравлении наблюдаются частые пневмонии, носовые кровотечения, нарушение обоняния, поражение слизистой оболочки верхних дыхательных путей	1	-	-	0,1	2
C графит (пыль)	Вызывает обильное слезоточение, боль в глазах, кашель. Продолжительное воздействие ведет к заболеванию верхних дыхательных путей и легких.	4	0,15	0,05	-	4
KOH

Страница:

•  1 
•  2 
•  3 

дипломная работа "Получение электролита для суперконденсатора" скачать

Подобные документы

• Химия никеля

  История происхождения никеля. Степень распространенности элемента в природе, содержание его в месторождениях руд. Получение, химические и физические свойства металла. Виды никелевых сплавов. Использование соединений и чистого никеля в современной технике.
  
  реферат [44,0 K], добавлен 24.10.2011
  

• Никель и его карбонил

  Химические и физические свойства никеля и методы его применения в промышленности и технике. Свойства тетракарбонила никеля, методы синтеза этого вещества в лаборатории. Технологические процессы, которые базируются на использовании карбонила никеля.
  
  курсовая работа [57,1 K], добавлен 27.11.2010
  

• Соединения кобальта (+2) и никеля (+2)

  Общая сравнительная характеристика металлов. Кобальт и никель: получение, химические свойства. Сравнение оксидов и гидроксидов кобальта и никеля, хлориды, сульфид. Нахождение количества вещества сульфата кобальта, массы раствора по уравнению реакции.
  
  курсовая работа [27,3 K], добавлен 14.11.2011
  

• Никель и его соединения

  История открытия и технология получения никеля, места его нахождения в природе. Основные физические, химические и механические свойства никеля. Характеристика органических и неорганических соединений никеля, сферы его применения и биологическое действие.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.01.2012
  

• Получение медноаммиачного волокна (целлюлозы) химическим методом

  Физико-химические основы получения медноаммиачных волокон на основе целлюлозы. Влияние режима и наличия добавок на выход продукта и его качество. Получение медноаммиачного прядильного раствора экспериментальным способом. Анализ ВАХ циклированных кривых.
  
  курсовая работа [247,1 K], добавлен 01.05.2010
  

• Получение сульфата аммония в лабораторных условиях

  Получение сульфата аммония из аммиака и серной кислоты в лабораторных условиях. Тепловые эффекты, сопровождающие химические реакции. Приготовление и смешивание растворов. Получение сульфата аммония из сернистого газа, мирабилита, гипса и кислорода.
  
  курсовая работа [994,1 K], добавлен 23.05.2015
  

• Структурно-фазовые состояния поверхностных слоев никеля при ионной имплантации

  Влияния ионов титана, алюминия и углерода на микроструктуру, элементно-фазовый состав и физико-механические свойства поверхностного ионно-легированного слоя никеля. Изучение физико-химических процессов формирования ультрадисперсных интерметаллидов.
  
  дипломная работа [1,9 M], добавлен 03.12.2012
  

• Получение 3,4,5-трифенил-1,2-дифосфациклопентадиенида натрия

  Метод получения 3,4,5-трифенил-1,2-дифосфациклопентадиенида натрия, основанный на взаимодействии циклопропенильных комплексов никеля с полифосфидами натрия. Использование для синтеза стандартной аппаратуры Шленка. Получение полифосфидов натрия.
  
  реферат [583,3 K], добавлен 30.10.2013
  

• Анализ производства никеля сернокислого

  Изучение и анализ производства никеля сернокислого (сульфат никеля, никелевый купорос), основанного на переработке маточного раствора медного отделения ОАО "Уралэлектромедь". Характеристика основного оборудования производства никеля сернокислого.
  
  дипломная работа [846,0 K], добавлен 19.06.2011
  

• Получение гидроксида натрия

  Едкий натр или гидроксид натрия. Химические способы получения гидроксида натрия. Понятие об электролизе и электрохимических процессах. Сырье для получения гидроксида натрия. Электролиз растворов хлористого натрия в ваннах со стальным катодом.
  
  реферат [2,4 M], добавлен 13.03.2007
  

Другие документы, подобные "Получение электролита для суперконденсатора"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам