Золь-гель синтез и исследование физико-химических свойств фосфоросиликатных, боросиликатных и фосфатных материалов
Диссертация
Фосфоросиликатные нанокомпозиты, полученные золь-гель методом, являются перспективными материалами для получения протонопроводящих мембран топливных элементов, функционирующих в наиболее оптимальном диапазоне температур работы водородного топливного элемента (120−200°С), при которой обеспечивается максимальная эффективность платиновых катализаторов. Однако использование таких материалов… Читать ещё >
Список литературы
- Аппен А.А. Химия стекла JL: «Химия», 1970, 352 с.
- Гребенщиков И.В. Строение стекла. / Под.ред. Безбородова. Госхимиздат. 1933.
- Воронков М.Г., Милешкевич В. П., Южелевский Ю. А. Силоксановая связь Новосибирск: «Наука», 1976, 413 с.
- Шевченко В.Я., Кингери У.Д Взгляд в будущее. Стекло и керамика XXI. Перспективы развития (концепция). СПб.: «Янус», 2001, 303 с.
- Борисенко А.И., Новиков В. В., Прихидько Н. Е., Митникова И. М., Чепик Л. Ф. Тонкие неорганические пленки в микроэлектронике. Л.: «Наука», 1972, 114 с.
- Борисенко А.И., Николаева Л. В., Ефимова Л. Н. Некоторые свойства фосфатных стекол, выделенных из раствора // Жаростойкие покрытия для защиты конструкционных материалов. Л.: «Наука», 1987.
- Matsuda A., Malsuno Y., Tatsumisago М., Minami Т. Fine patterning and characterization of gel films derived from methyltriethoxysilane and tetraethoxysilane // J. Am. Ceram. Soc. 1998. V. 81. N 11. P.2849−2852.
- Matsuda A., Kanzaki T., Tadanaga k., Tatsumisago M. Minami T. Medium temperature range characterization as a proton conductor for phosphosilicate dry gels containing large amounts of phosphorus // Electrochimica Acta. 2001. V.47. N 6. P. 939−944.
- Шилова O.A. Наноразмерные пленки, получаемые из золей на основе теграэтоксисилана, и их применение в планарной технологии изготовления полупроводниковых газовых сенсоров // Физика и химия стекла. 2005. Т. 31. № 2. С. 270 294.
- Brinker С. F., Scherer G. W. Sol-Gel Science. The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing. San Diego: Academic Press, Inc. 1990, 908 p.
- Минько Н.И., Нарцев B.M. Нанотехнологии в стекломатериалах. Стекло и керамика 2008. № 5. С. 25−31.
- Ed.S.Sakka. Handbook of sol-gel siences and technology: processiny, characterization, and applications. V 1−3.2004.
- Мошников В.А., Шилова O.A. Золь-гель нанотехнология наноструктурированных материалов. Нанотехнология: физика, процессы диагностика, приборы М.: «Физматлит», 2006. С. 205−249.
- Максимов А.И., Мошников В. А., Таиров Ю. М., Шилова О. А. Основы золь-гель нанотехнологии нанокомпозитов СПб.: «Элмор», 2008, 255 с.
- Андрианов К.А. Кремнеорганические соединения. М.: «Госхимиздат», 1955, 520 с.
- Ю.А. Щипунов Микропористый нанокомпозитный материал, синтезированный по золь-гель технологии в присутствии циклодекстринов // Коллоидный журнал 2005. Т.61. № 3. С. 421−425.
- Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии. 1976, 512 с.
- Н.А. Шабанова, П. Д. Саркисов Основы золь-гель технологии нанодисперсного кремнезема. М.: «Академкнига», 425 с.
- Стрелко В. В. Механизм полимеризации кремниевых кислот // Коллоидный журнал 1970. Т. 33, № 3. С. 430−436.
- Сорбенты на основе силикагеля в радиохимии / Под ред. Б. Н. Ласкорина. М:. «Атомиздат», 1977, 303 с.
- Помогайло А.Д., Розенберг А. С., Уфлянд И. Е. Наночастицы металлов в полимерах . М.: «Химия», 2000. 672 с.
- Brinker C.J., ShererG.W. Sol-Gel-Glass: Gelation and Gel Structure // J. Non-Cryst. Solids. 1985. V.70. P. 301−322.
- Перес-Буено X.X., Диас-Флорес JI.JI., и др. Оптические свойства окрашенных органическими красителями пленок Si02, полученных золь-гель методом // Неорганические материалы. 2000. Т. 36. № 10. С. 1258−1266.
- Avnir D., Caufman V. R., Reisfeld R. Organic Fluorescent Dyes Trapped in Silica and Silica-Titania Thin Films by Sol-Gel Method // J. Non-Cryst. Solids. 1985. V. 74. P. 395−406.
- Семченко Г. Д. Золь-гель процессы в керамической технологии. Харьков, 1997.
- Сергеев Г. Б. Нанохимия. М.: «МГУ», 2003. 208 с.
- Глинка Н.Л. Общая химия. Л.: «Химия», 1976. 711с.
- Суйковская Н.В. Химические методы получения тонких прозрачных пленок. Л.: «Химия», 1971.200 с.
- Fukuoka М., Makishima A. Effects of the type of alcoholic solvent on the formation of Si02 wet gels in sol-gel process //Journal of the ceramic society of Japan 2003. V.2. P.83−86.
- Brinker C.J., Keefer K.D., Schaefer D.W., Ashley C.S. Sol-gel transition in simple cilicates I //. J. Non-Crystal Solids. 1982. V.48. P.47.
- Алесковский В.Б. Курс химии надмолекулярных соединений. Л.: «ЛГУ», 1990. 113 с.
- Krakovsky I., Urakawa Н., Kajiwara К., Kohjiya S. Time resolved small angle X-ray scattering gel formation kinetic //J. Non-Cryst. Solids. 1998. V. 231. P. 31−40.
- Неорганическая химия / Под. Ред. Ю. Д. Третьякова. Т.2: Химия непереходных элементов: Учебник для студ. высш. учеб. Заведений. М.: «Академия», 2004. 368 с.
- Фенелонов В.Б. Введение в физическую химию формирования упрамолекулярной структуры адсорбентов и катализаторов. Новосибирск: «СО РАН», 2004. 442 с.
- Фенелонов В.Б. Физико-химические основы формирования текстуры высокодисперсных катализаторов и носителей, докт. дисс., Институт катализа, Новосибирск, 1987.
- Айлер Р. Химия кремнезема. М.: «Мир», 1982.
- Mandelbrot B.B. The fractal geometry of nature W. H. Freeman and Co. San Francisco, 1982.
- Шпак А.П., Шилов B.B., Шилова O.A., Куницкий И. А. Диагностика наносистем. Многоуровневые фрактальные структуры. Киев: «Академпериодика», 2004.
- Антонова A.C., Батенин В. М., Виноградов А. П. и др. Электрофизические свойства перколяционных систем. М:. «ИВТАН», 1990. 118 с.
- Борисенко А.И., Николаева JI.B. Тонкие стеклоэмалевые и стеклокерамические покрытия. Л.: «Наука», 1980. 88 с.
- Ю.С. Черкинский Химия полимерных неорганических вяжущих веществ. М.:. «Химия», 1967. 223с
- Везер Ван Дж. Фосфор и его соединения, пер. с англ., т. 1, М., 1962.
- Сычев М.М. Неорганические клеи JL: «Химия», 1974. 155 с.
- М.Г. Воронков, Е. А. Малетина, В. К. Роман Кремнекислородные соединения неметаллов производные азота и фосфора. Новосибирск «Наука» Сиб.отд.1988.
- У. Д. Кингери. Введение в керамику, М., 1967 г
- Борисенко А.И., Ефимова JI.H., Лапенкова В. Я. Стеклокерамические покрытия на растворной свинцово-алюмофосфатной связке // Жаростойкие покрытия для защиты конструкционных материалов. Л.: «Наука», 1987.
- Некрасов Б.В. Основы общей химии (Т.2) 1973.
- Congji Zha, G.R. Atkins. Preparation and spectroscopy of anhydrous borosilicate sols and their application to thin films// J. Non-Crystaline. Solids. 1998. V. 242. P. 63−67.
- Самсонов Г. В., Марковский Л. Я., Жигач А. Ф. Бор, его соединения и сплавы. Киев: «АН УССР», 1960. 589 с.
- H.Smidt, В. Seiferling. Mat. Res. Soc. Symp. Proc., 1986, V. 73, P. 73 952. http://www.rusdent.com/articles/dm-4−02/stommat/admir/adm.htm
- Тарасюк Е.В., Шилова О. А., Хашковский С.В.Формирование гибридной органо-неорганической изоляции на обмоточных проводах непрерывным способом нанесения из золей Материалы. Технологии. Инструменты. 2003. Т.8, № 3, С. 82−87.
- Schubert U. Silica-based and transition metal-based inorganic-organic hybrid materials -a comparison// J. Sol-Gel Sci.Technol. 2003. V. 26. P. 47−55.
- Schmidt H. New type of non-crystalline solids between inorganic and organic materials // J. Non-Crystal. Solids. 1985. V. 73.N. 1−3. P. 681−691.
- Wilkes G.L., Otter В., Huang H.-H. «CERAMERS»: hybrid materials incorporating polymeric/oligomeric species into inorganic glassts utilizing a sol-gel approach // Polymer. Prep. 1985. V. 26. № 2. P. 300−302.
- Dire S. Sol-Gel Derived Polisiloxane-Oxide Hybrid Materials: Extent of Phase Interaction // J. Sol-Gel Sci. Tech. 2003. V. 26. № 1. P. 285−290,
- Mauritz K.A., Storey, K.A., Jones C.K. in: Multiphase Polimer Materials: Blends, Ionomers, and Interpenetrating Networks- eds. L.A.Utracki and R.A. Weiss, ACS Symp. Ser. № 395, American Chemical Sosiety: Washington, DC, 1989. P.401−417.
- Gresso A.J., Moore R.B., Cable K.M. and Mauritz K.A. Chemical modification of a Nafion sulfonil fluoride precursor via in situ sjl-gel reactions// Polimer. 1997. V. 38. № 6. P.1345−1356.
- Young S.K., Gemeinhardt G.C., Sherman J.W., Storey R.F., Mauritz K.A. et. all. Covalent and non-covalently coupled polyester-inorganic composite materials // Polimer. 2002. V. 43. P. 6101−6114
- Karatas Y., Kaskhedikar N. et.al. Synthesis of cross-linked comb polysiloxane for polymer electrolyte membranes/ Macromol. Chem. Phys. 2006. V. 207. P. 419−425
- Fish D., Khan I. M. J. // SchmidBritish Polim. J. 1988. V.20. P. 281
- Siska D.P., Shriver D.F. // Chem. Mat. 2001, V. 3, P. 4698
- Hooper R., Lyons L.G., Moline D.A. Silicon Cemistry 2002, V. l,. 121 p.
- Шилова O.A., Бубнов Ю. З., Хашковский C.B. Применение и перспективы использования тонких стекловидных пленок в технологии микроэлектроники Химия и химическая технология. 2001. № 1. С.75−80.
- Шилова О.А. Формирование гибридных органо-неорганических материалов золь-гель методом // Вопросы химии и химической технологии 2002. № 3. С. 248−253.
- Тарасюк Е.В., Шилова O.A., Хашковский С.В.Формирование гибридной органо-неорганической изоляции на обмоточных проводах непрерывным способом нанесения из золей Материалы. Технологии. Инструменты. 2003. Т.8. № 3. С. 82−87.
- Kazuki Monta, Yi Hu, and Mackenzie J. D. The effects of ultrasonic irradiation on the preparation and properties of ormosils.// J. Non-Crystalalline. Solids. 1994. V. 3. P. 109 -116.
- Шилова O.A., Цветкова И. Н., Хашковский C.B., Шаулов А. Ю. Об ультразвуковом воздействии при гелеобразовании в системе тетраэтоксисилан борная кислота. Физика и химия стекла 2004. Т. 30. N 5. С. 639−640.
- Зубехин А.П., Страхов В. И., Чеховский В. Г. Физико-химические методы исследования тугоплавких материалов: Учебное пособие. СПб.: «Синтез», 1995. 190 с.
- Аппен А. А. Температуроустойчивые неорганические покрытия. Изд. 2-е, пер. и доп.// Л.: «Химия», 1976. 296 с.
- Стрижков Б.В., Пелипас В. П., Ниманов Д. Н. и др. Физико-химическое исследование фосфоросодержащих покрытий, полученных гидролизом тетраэтоксисилана // Неорганические материалы. Известия АН СССР. 1976. Т. 12. № 3. С. 384−387.
- A Spectroscopic Study of an fhydrous tetraethyl orthosilicate- boric acid-ethanol system Congji Zha, G.R. Atkins, A.F.Masters Journal of Sol-Gel Science and Technology 1998. V. 13. P.103−107 .
- Смирнова И.В., Шилова O.A., Мошников В. А. и др. Исследование физико -химических свойств, структуры и состава наноразмерных боросиликатных пленок, полученных золь-гель методом.// Физика и химия стекла. 2006. Т. 32. № 4. С. 632−646.
- Смирнова И.В. Формирование наноразмерных гибридных органонеорганических пленок для применения в качестве источников диффузии бора в монокристаллический кремний.// Вестник молодых ученых. 2003. № 8. С. 38−43.
- Технология керамики и огнеупоров. М.: «Стройиздат», 1973. 522 с.
- Sol-gel Processing of Si02 B203 glasses // Meeter. Res. Bull. 1984. V. 19. № 3. P. 331 -338.
- Семченко Г. Д., Тищенко C.B. Термодеструкция гелевых композиций на основе этилсиликата и борной кислоты // Стекло и керамика.1999. № 1. С. 23−26.
- Cao Z., Lee B.I. et.al. Termal behavior of sol-gel derived phosphate ceramics // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2000. V. 61 P. 1677−1685.
- Платэ H. A, Сливинский E.B. Основы химии и технологии мономеров: Учеб. пособие М.: «Наука», 2002. 696 с. 85. http://wsyachina.narod.ru/technology/fuel item 1 .html
- Компан М.Е., Сапурина И. Ю., Стейскал Я. О возможности преодоления кризиса низкой размерности в активной зоне топливного элемента // Письма в ЖТФ, 2006, Т. 32, № 5. С.35−39.
- Добровольский Ю.А., Волков Е. В., Писарева A.B., Федотов Ю. А., Лихачев Д. Ю., Русанов A.JI. Протонообменные мембраны для водородно-воздушных топливных элементов//Журнал Рос. Хим. Общества им. Д. И. Менделеева. 2006. Т.50. № 6. С. 95−104.
- Баготский B.C., Осетрова Н. В. и др., Топливные элементы. Современное состояние и основные научно-технические проблемы// Электрохимия, 2003, Т.39. № 9. С.1027−1045.
- Борисенко А.И., Волкобинский Ю. М., Коковина В. Н., Чепик Л. Ф. Легирование кремния редкоземельными элементами из кремнеземных пленок // Докл. АН СССР. 1982. Т.26. № 6. С. 1409−1412.
- Иванов-Шиц А.К., Мурин И. В. Ионика твердого тела. СПб., 2000.
- Шилова О. А., Хашковский С. В. Золь-гель метод получения композиционных стекловидных и стеклокерамических пленок на основе неорганических полимеров // Материалы- Технологии- Инструмент, 2001. Т.6. № 2, с.64−70.
- Бубнов Ю.З., Шилова О.А Наноразмерные стекловидные пленки многофункционального назначения в технологии изготовления полупроводниковых газовых сенсоров // Технологии приборостроения, 2003. № 3
- Sakai Y., Sadaoka Y. Humidity sensor durable at high humidity using simultaneously crosslinked and quaternized poly (chloromethyl styrene) // Sensors Actuators 1986. V. 125. № 9 P. 689−91.
- J.-P.Randin, F. Zullig // Sensors and Actuators 1987, 11, V. 319.
- Sakai Y., Sadaoka Y. // Humidity sensors based on polymer thin films // Sensors Actuators 1996. V. 243. № 13, P. 85−90.
- Sakai Y, Sadaoka Y and Ikeuchi К Humidity sensors composed of grafted copolymers Sensors Actuators 1986. № 9. P. 125−32.
- Chachulski В, Jasinski Р, Grzybkowski W, Schlaepfer С. Humidity sensors based on alkylated polyethyleneiminium gels // Proc. 11th Eur. Conf. on Solid-State Transducers (Eurosensors XI) 1997. V. 2 P. 851−855.
- Патент РФ по заявке на изобретение № 2 003 138 185/04(41 212) (приор. 31.12.2003)
- Matsuda A., Yoshitaka N., Tadanaga К., Minami Т., Tatsumisago М. Proton conductivity at medium temperature range and chemical durability of phosphorosilicate gels added with a third component // Solid State Ionics. 2003. V. 162−163. P. 253−259.
- Matsuda A., Hirata K., Tatsuminago M., Minami T.J. Proton-conductive composed of phosphoric acid-doped silica gel and organic polymers with sulfo groups // Journal of the Ceramic Society of Japan. 2000. V. 108. N 1. P. 45−50.
- Бурмистр M.B. Алкилароматические полиионены. Синтез, свойства и применение (Дис. докт. хим. наук: 02.00.06.) Киев: 1994.
- Янова К.В., Кутянина B.C., Шилов В. В., Косенко JI.A., Гомза Ю. П., Чарнецкая А. Г. О некоторых физических свойствах полиаминогуанидинов // Вопр. химии и хим. технологии. 2003. № 2. С.89−92.
- Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии М.: «Химия» 1979.
- Берг Л.Г. Введение термографию. М.: Наука, 1969. 395 с.
- Казицына Л.А., Куплетская Н. Б. Применение УФ, ИК, ЯМР и масс-спектроскопии в органической химии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979, 240 с.
- Сильверстейн Р., Басслер Г., Моррил Т. Спектрометрическая идентификация органических соединений. М.: «Мир», 1977, 590 с.
- В.М. Жуковский, О. В. Бушкова. Импедансная спектроскопия твердых электролитических материалов // Методическое указание. Екатеринбург, 2000 г. 112. http://www.rnikroskopia.ru/info/38.html
- Зубехин А. П, Страхов В. И., Чеховский В. Г. Физико-химические методы исследования тугоплавких материалов: Учеб. пос. СПб.: «Синтез», 1995. 190 с. 114. http://www.sibai.ru/content/view/140/260/.
- Mackenzie J. D. sol-gel research achievments since 1981 and prospects for the future // J. Sol-gel Sci. Tech. 2003. V. 26. N 1. P. 23−27.
- Цветкова И.Н., Шилова О. А., Воронков М. Г., Гомза Ю. П., Сухой К. М. Золь-гель синтез и исследование гибридного силикофосфатного протонопроводящего материала // Физика и химия стекла, 2008. Т.34. № 1. С.88−98.
- Свидерский В. А., Воронков М. Г., Клименко С. В. Влияние природы растворителя и соотношения реагентов на золь-гель процесс синтеза кремнекислородных кремнезолей // ЖПХ. 1996. Т. 69. .№ 6. С. 951−957
- Бажант В., Хваловска В., Ратоуски И. Силиконы. М., Изд.: Гос. науч.-тех. Изд. Хим. Лит. 1960. 711 с.
- Gresso A.J., Moore R.B., Cable К.М. and Mauritz K.A. Chemical modification of aNafion sulfonil fluoride precursor via in situ sjl-gel reactions // Polimer. l997.V.38.N6. P.1345−1356.
- S.K.Young, G.C. Gemeinhardt, J.W. Sherman, R.F. Storey, K.A. Mauritz et.all. Covalent and non-covalently coupled polyester-inorganic composite materials// Polimer.2002.V.43. P. 6101−6114
- Mauritz K.A., Storey, K.A., Jones C.K. in: Multiphase Polimer Materials: Blends, Ionomers, and Interpenetrating Networks- eds. L.A.Utracki and R.A. Weiss, ACS Symp. Ser. № 395, American Chemical Sosiety: Washington, DC, 1989. P.401−417.
- Воронков M. Г. Новый лабораторный метод получения абсолютного спирта // Изв. АН Латвийской ССР, сер. хим. 1963. № 2. С. 236−237.
- Золь-гель синтез ионопроводящих композитов и использование их для суперконденсаторов Шилов В. В., Шилова О. А., Ефимова JI. Н., Цветкова И. Н., Гомза Ю. П., Миненко Н. Н., Бурмистр М. В., Сухой К. М. // Перспективные материалы. 2003. № 3. С. 31−37.
- Irwin A.D., Holmgren J.S., J. Jonas. Solid state 29Si and nB NMR studies of sol-gel derived borosilicates // J. Non-Crystaline. Solids. 1988. V. 101. N 2−3. P. 249−254.
- Воронков M. Г., Згонник В. H. Кремнеорганические производные борной кислоты -трис(триалкилсилил)бораты и полибораорганосилоксаны. // Журнал орган, химии JL: «Наука». 1959. Т. 29. № 3. С.1476−1479.
- Торопов Н. А., Барзаковский В. П., Лапин В. В., Курцева Н. Н., Диаграммы состояния силикатных систем. Справочник. Двойные системы. JL: «Наука», 1985. 822 с.
- Dachmoughe K., Atik M., Mello N.S., Bonagamba T.J., Panepucci H., Judeinstein P., Aegerter M.A. New Li+ ion-conducting ormolytes // Solar Energy Materials and Solar Cells. 1998. V. 54. P. 1−8.
- Пирсол И. Кавитация. Пер. с англ. Ю. Ф. Журавлева. Ред., предисл. и дополн. J1.A. Эпштейна. М.: «Мир», 1975. 95 с.
- Vioux A. Non-hydrolytic sol-gel route to mixed oxides and organic-inorganic hybrid materials // Abstracts of 11th International Workshop on Glasses, Ceramics, Hybrids and Nanocomposites from Gels. Padova: University of Padova, 2001. P. 4−5.
- Pena-Alonso R., Rubio J., Rubio F., Oteo J. L, FT-IR and porosity study of Si-B-C-O materials obtained from TEOS-TEB-PDMS derived gel precursors // Sol-Gel. Sci Techh. 2003. V. 26. № 1−3, P. 195- 199.
- Казаченок E.A., Богомазова Н. Б., Жарский И. М. Влияние условий термообработки на свойства пленок SiC>2, получаемых из растворов тетраэтоксисилана //ЖПХ 1999. Т. 72. № 5. С. 1595- 1599.
- Innocenzi P. Infrared spectroscopy of sol-gel derived silica-based films: a spectra-microstructure overview // J. Non-Crystalline. Solids. 2003. V. 316. N. 1. P. 309 -319.
- Niznansky D., Rehspringer J. L. Infrared study of SiC>2 sol to gel evolution and gel aging // J. Non-Crystalline Solids. 1995. V. 180. N. 2- 3. P. 191- 196.
- Schaefer D. W, Keefer K. D. Fractal geometry of silica condensation polymer // Phys. Rev. Lett. 1984. V. 53. № 14. P. 1384- 1386.
- Жуков И.И. Коллоидная химия. 4.1. Суспензоиды. JI.: «МГУ», 1949.
- Цветкова И.Н., Шилова. О. А. Модификация силикофосфатного протонпроводящего нанокомпозита ультрадисперсным алмазом. // Десятая Санкт-Петербургская Ассамблея молодых ученых и специалистов (тезисы докладов), СПб., 2005, С. 43.
- Deyan Не, lexi Shao. Electron transport and electron field emission of nanodiamond sythezed by explosive detonation Diamond and Related Materials 2000. P. 1600−1603.
- Цветкова И.Н., Шилова О. А., Бурмистр M.B. и др Разработка протонпроводящих органо-неорганических диэлектриков для мембран топливных элементов Материалы XI Международной конференции Том 2 «Физика диэлектриков» (Диэлектрики -2008). 2008. С.184−185.