Ab initio изучение адсорбции атомов W, N и O на поверхности TiB2(0001)
Диборид титана как твердая керамика, которая обладает отличной теплопроводностью, устойчивостью к окислению и высокой стойкостью к механической эрозии. Знакомство с атомной структурой R/TiB2(0001) (R = W, N, O). Анализ свойств нестехиометрических систем.
| Рубрика | Химия |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.07.2017 |
| Размер файла | 2,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Диборид титана (TiB2) является чрезвычайно твердой керамикой (25 ГПа), которая обладает отличной теплопроводностью, устойчивостью к окислению и высокой стойкостью к механической эрозии [1]. Такие свойства TiB2 открывают широкую область его применения, в частности, высокотемпературные конструкционные материалы, режущие инструменты, электроды для наплавки металла и ремонта изношенных деталей [2, 3]. Тонкие пленки TiB2 могут быть использованы в качестве покрытия для обеспечения износоустойчивости и коррозионной стойкости для основы деталей [3]. Несмотря на отмеченные выше достоинства TiB2 имеет один недостаток, обусловленной его хрупкостью. Поэтому для повышения функциональных свойств и применений в состав композита на основе TiB2 добавляют металлические и неметаллические компоненты [2]. Изучена роль отмеченных компонент на структуру и механические свойства TiB2. Однако эффекты адсорбции вольфрама на нестехиометрических ультратонких слоях диборида титана, контролирующие термодинамические и электронные свойства системы типа W/TixB2(0001), еще не изучены.
Улучшение механических свойств поверхностного слоя материала может быть достигнуто структурированием поверхности в результате обработки лазерным излучением [4, 5]. В нашем случае процесс структурирования включает лазерное поверхностное легирование вольфрамом. Воздействие лазерной плазмы осуществляется на воздухе, поэтому на поверхности TiB2 могут наблюдаться сопутствующие процессы хемосрбции азота и кислорода. Из первых принципов изучены адсорбция атомов W, N O на полярной поверхности TixB2-y(0001), содержащей в поверхностных слоях вакансии атомов Ti и B. Выполнены расчеты энергии адсорбции, структурных, и электронных свойств нестехиометрических атомных систем R/TixB2-y(0001) (R= W, N, O).
1.Модель и метод
Теоретическая модель изучаемой системы R/TixB(0001) (R = W, N, O) построена по схеме трехпериодической пластины. Была построена расчетная суперячейка TiB2(0001) с 5 бислоями и размерами элементарной ячейки (2x2) TiB2 в плоскости (0001). Рассчитанные параметры решетки хорошо согласующиеся с экспериментом [6]. Вакуумная щель выбиралась шириной 15 Е, что позволило исключить какое-либо взаимодействие между трансляциями пластины в направлении [0001]. На рис. 1а,b приведен фрагмент пластины TiB2(0001) и на рис. 1c указаны возможные положения атома адсорбата. Все расчеты были выполнены на основе теории функционала электронной плотности (DFT) с использованием приближения псевдопотенциала (код Quantum-Espresso) [7]. Для обменно-корреляционной энергии были использованы функционалы в форме PBE в рамках приближения (GGA). Для плоских волн, использованных в разложении псевдоволновых функций, энергия обрезания составляла 30 Ry. Энергия обрезания плотности заряда составляла 300 Ry.
Рис.1. Расчетная модель поверхности TiB2(0001) (а - вид верху, b - вид сбоку) и (с) связывающие позиции атома W (N, O) на поверхности (0001) TiB2
При расчете всех поверхностей была использована схема генерации k-точек по методу Монкхорста-Пака с плоской сеткой размерностью 5х5х1. Была достигнута сходимость по полной энергии ячейки не хуже 10-6 Рид/яч. Для описания взаимодействия валентных электронов с остовом мы использовали ультрамягкие псевдопотенциалы в параметризации Вандербильта. Энергия адсорбции атома вольфрама в системе R/TiB2(0001) определялась аналогично работам [7]: , где - полная энергия системы R/TiB2(0001) (R = W, N, O), - полная энергия релаксированной поверхности без адсорбата, и - энергия изолированного атома вольфрама (азота, кислорода). На основе анализа заселённости по Левдину [5] определялись эффективные заряды на атоме вольфрама (азота, кислорода) и ближайших к нему поверхностных атомах титана и бора для четырех адсорбционных моделей R/TiB2(0001) и R/TixB2(0001).
2.Атомная структура R/TiB2(0001) (R = W, N, O)
Для изучения адсорбции атома W (N, O) на поверхности диборида титана 2D R/TiB2(0001) (R = W, N, O) была проведена релаксация верхних двух двойных атомных слоев (Ti, B) пластины диборида титана с адсорбатом. Первоначально атом W (N, O) помещался на расстоянии 2 Е от поверхности TiB2(0001). Нижние двойные слои (Ti, B) системы R/TiB2(0001) (R = W, N, O) были «заморожены». Релаксация осуществлялась до тех пор, пока сумма всех сил действующих в системе не становилась меньше 0,001 эВ/Е. Атомная структура пятислойной пластины с адсорбатом для различных конфигураций после релаксации, представлена на рис. 2. Установлены равновесные параметры решеток, атомные позиции атома W (N, O) и атомов верхних слоев диборида титана. Атомная структура четырех различных конфигураций W/TiB2(0001) после релаксации представлена в сопоставлении с неадсорбированной системой на рис. 2. Определены длины связи между атомом W и атомами ближайшего окружения пластины TiB2(0001), которые приведены в табл. 2. Тестовый расчет атомной структуры TiB2(0001), не искаженный адсорбцией атома W, показал, что длина В-В-связи составила = 1,749 Е, что хорошо согласуется с данными DFT расчетов = 1,747 Е [8]. Максимальная деформация длины Ti-B-связи поверхностного слоя наблюдается для связывающей позиции А и составляет 2,9 % относительно длины связи для чистой поверхности 2D TiB2(0001). Для позиции А характерна наименьшая дистанция между W и атомом Ti (= 2,19 Е), которая соизмерима с Ti-B-связью в тонкой пленке 2D TiB2(0001) (см. табл. 2). В позиции А ближайший к W атом Ti сместился вниз в направлении [0001] относительно усредненной поверхности верхнего слоя на величину 0,13 Е (см. рис. 2b). Природа данного смещения может быть связана с наличием переноса заряда между атомами Ti, W и B, что будет показано ниже.
Рис. 2. Суперячейки адсорбционной модели системы W/TiB2(0001) после релаксации (виды сверху и сбоку). Атомы титана серые, бора - розовые, вольфрама - оранжевые шары
Согласно [11], атомные радиусы Ti и W равны 1,76 Е и 1,93 Е соответственно и следует ожидать установление прочной связи адсорбата W с поверхностью TiB2(0001). Для позиций B и C наблюдается удаление адсорбата W от поверхности более чем на 10 % относительно позиции А (см. табл. 2). Хорошее совпадение длины связи для идеальной поверхности с данными работы [10] указывает на адекватность рассматриваемой здесь атомной структуры. Результаты релаксации адсорбционной модели W/TixB2(0001) приведены на рис. 2c. Анализ рис. 2c показывает, что, при наличии одной вакансии в самом верхнем слое титана, атомы вольфрама способны замещать эту позицию, образуя W-B-связи длиной = 2,28 Е с шестью атомами бора. Длина связи W-Ti-связи с шестью поверхностными атомами титана составляет = 3,03 Е и с чем можно связывать ненасыщенность этой связи. Аналогично изучена атомная структура пяти различных конфигураций системы N/TiB2(0001). Длины связи между атомарным азотом и атомами ближайшего окружения пластины диборида титана, которые приведены в табл. 2.
Таблица 2. Длины связи Ti-R, B-R, Ti-B и B-B для связывающих позиций атома адсорбата R на поверхности TiB2(0001) пластин после релаксации
Для связывающей позиции А имеет место деформация сжатия длины Ti-B-связи поверхностного слоя, которая составляет 0,8 % относительно длины связи для чистой поверхности 2D TiB2(0001). Для позиции А характерна наименьшая дистанция между адсорбатом N и поверхностным атомом Ti (= 1,73 Е), которая в 1,35 раза меньше Ti-B-связи в тонкой пленке 2D TiB2(0001) (см. табл. 2). Сопоставление длины связи = 1,73 Е в системе N/TiB2(0001) с аналогичной длиной связи =2,129 [14] в кристалле TiN позволяет предположить установление прочной связи ковалентного типа между адсорбатом N и поверхностным атомом Ti. В позиции fcc атом азота образует три Ti-N-связи длиной = 1,94 Е. В конфигурации С азот образует две Ti-N-связи длиной = 1,86 Е, занимая позицию мост. Следует отметить, что для позиций B и C длина связи между атомами азота и титана на 12% и 7 % соответственно больше, чем в позиции А. Однако, эти длины связи оказываются меньше, чем в кристалле TiN, поэтому могут обуславливать возникновение прочных химических связей. Таким образом, рассмотренные три связывающие позиции могут выступать в качестве центров нуклеации кристаллической фазы TiN на ранней стадии, что косвенно подтверждается опытом нанесения тонких пленок нитрида титана [15]. При наличии вакансии титана атом N образует длину химической связи = 3,17 Е. В случае вакансии бора атом азота занимает положение вакансии и тогда длина N-Ti-связи увеличивается до = 2,34 Е. Атомная структура пяти конфигураций O/TiB2(0001) после релаксации изучена здесь (см. табл. 2).
Для позиции А имеет место деформация растяжения длины Ti-B-связи поверхностного слоя, которая составляет 2,5 % относительно длины связи для чистой поверхности 2D TiB2(0001). Для позиции А характерна наименьшая дистанция между O и поверхностным атомом Ti (= 1,70 Е) по сравнению с адсорбированными N и W на 1,8 % и 28,5 % соответственно. При длине связи = 1,70 Е могут протекать процессы хемосорбции, сопровождающиеся образованием соединения типа TiOx. В конфигурации В атом кислорода занимает fcc позицию, образуя три Ti-O-связи длиной = 1,97 Е. В конфигурации С азот образует две Ti-O-связи длиной = 1,88 Е, занимая позицию мост. Следует отметить, что для позиций B и C длина связи между атомами азота и титана на 12% и 7 % соответственно больше, чем в позиции А. При нарушении стехиометрии по титану или бору длина связи возрастает (см. табл. 2). При наличии нестехиометрии в системе O/TixB2-y(0001) деформация длины Ti-B-связи поверхностного слоя имеет разный знак: деформация сжатия 0,3 % при наличии вакансии титана; деформации растяжения 2,1 % при наличии вакансии бора.
3.Энергия адсорбции атомов W, N и O на поверхности TiB2(0001)
Для тестирования атомной структуры ультратонких пленок диборида титана были изучены вертикальные дистанции между верхними тремя атомными плоскостями (табл. 3). Рассчитанные нами дистанции = 1,542 Е и = 1,630 Е хорошо согласуются с данными работы [10], что указывает на адекватность изучаемой здесь атомной структуры. На первом этапе была рассчитана энергия адсорбции атомов W (N, O) на недефектной поверхности TiB2(0001) для трех связывающих позиций А, В и С. Предметом изучения являлось установление наиболее стабильной связывающей позиции атомов W (N, O) на идеальной поверхности.
Таблица 3. Вертикальная дистанция между адсорбатом и первым слоем титана , первым слоем титана и слоем бора , слоем бора и третьим слоем титана , энергия адсорбции атома W (N, O) для связывающих позиций на поверхностях TiB2(0001) и TixB2-y(0001)
Таблиц 2
Результаты расчетов энергии адсорбции приведены в табл. 3. Здесь же указаны вертикальные дистанции между адсорбатом и верхними слоями атомов. Анализ табл. 3 позволяет отметить, что в позициях В и С атом W наиболее устойчив, имеет три и две W-Ti-связи соответственно (при длине связи= 2,51 Е и 2,40 Е) металлического типа и характеризуется энергией адсорбции = -8,60 эВ/атом. В позиции А энергия адсорбции атома W на TiB2(0001) на 9,2 % меньше, чем в позициях В и С, при длине связи = 2,19 Е. Величина = -8,60 эВ/атом дает нам основание для предположения о том, что позиции В и C могут быть центрами нуклеации атомов W в системе W/TiB2(0001) на ранних стадиях. Менее устойчивой, на наш взгляд, является связывающая позиция А с энергией адсорбции = -7,81 эВ/атом и одной W-Ti-связью. Однако, эта величина, на наш взгляд, может оказаться достаточной для образования прочной W-Ti-связи, что будет рассмотрено ниже. Энергия адсорбции атомов N и O на стехиометрической поверхности TiB2(0001) имеет наибольшее значение для связывающих позиций В и С, составляя величину порядка -11 эВ/атом. На позиции А энергия адсорбции атома кислорода превышает атомов W и N на 12%.
На втором этапе изучена энергия адсорбции атомов W (N, O) на дефектной поверхности в системе R/TixB2-y(0001). Как показано на рис. 2c атомы W занимают положения вакансии Ti. Данная конфигурация характеризуется самым высоким значением энергии адсорбции = -11,95 эВ/атом в настоящем рассмотрении. Таким образом, понижение симметрии решетки, связанное с образованием Ti-вакансии и ее замещением атомом W, приводит к увеличению энергии адсорбции в 1,5 раза. Величина дает нам основание для предположения о том, что позиция А может быть центром нуклеации атомов W в системе W/TixB2(0001). При наличии вакансии Ti в системах O/TixB2(0001) и N/TixB2(0001) энергия адсорбции мала, при длине связей = 3,20 Е и = 2.34 Е. Иная ситуация наблюдается при наличии вакансии бора: атомы O и N замещают бор во втором поверхностном слое в результате протекания механизма диффузии. Энергия адсорбции N и O в этих системах составила -9,19 эВ/атом и -6,06 эВ/атом соответственно, т.е. механизмы хемосорбции в системе N/TiB2-y(0001) протекают в 1,5 раза интенсивнее, чем в системе O/TiB2-y(0001).
Электронная структура систем R/TiB2(0001)
Для понимания природы хемосорбции связи адсорбата в системах R/TiB2(0001) и R/TixB2-y(0001) (R = W, N, O) мы рассчитали зонную структуру для разных конфигураций этих систем после релаксации. Типовая зонная структура этих систем, представленная на рис. 3, обнаруживает зависимость от локальной атомной структуры, присущей каждой конфигурации, и соответствует металлическому типу. Мы рассчитали электронную структуру (ЭС) для четырех различных конфигураций систем W/TiB2(0001) и W/TixB2(0001) после релаксации, представленная на рис. 3. Для ЭС в позиции А, представленной на рис.3а, отмечается образование гибридизации 2p-орбиталей атомов бора с 3d-орбиталями атомов титана и 5d-орбиталями вольфрама. На это указывает совпадение по энергии пиков заполненных состояний атомов B, Ti и W в интервале энергий -(0,2ч2,4) эВ. Пики с энергиями -0,17 эВ и -0,99 эВ около уровня Ферми образованы вкладами занятых p,d-состояний электронов атома W и d-состояний электронов атомов Ti. Для сравнения на рис. 3с приведена зонная структура адсорбированной системы W/TixB2(0001), в которой атом вольфрама замещает вакансионную позицию. На кривой полной DOS (рис. 3с) расположены около уровня Ферми два пика с энергиями -0,05 эВ и -0,56 эВ, которые образованы вкладами занятых p,d-состояний электронов атома W и d-состояний электронов атомов Ti. Электронная структура конфигурации с атомом W в позиции fcc представлена на рис. 3b и характеризуется наличием пиков парциальных электронных плотностей (DOS) вольфрама в интервале энергий -(0,2ч1,9) эВ.
Pиc. 3. Зонная структура, полная и парциальные DOS атомов ближайшего окружения (к адcорбату) в системах W/TiB2(0001) и W/TixB2(0001) для адсорбционных моделей в связывающих позициях А (a, с), В (b) и С (d)
Энергетическое положение этих пиков W5d DOS совпадает с положением пиков Ti3d DOS, что указывает на наличие металлической W-Ti-связи. Для связывающих состояний имеет место слабая связь, характеризуемая гибридизацией Ti3d-B2p-орбиталей в интервале энергий -(1.2ч4.0) эВ и определяющая основные свойства поверхности систем W/TixB2(0001). Электронная структура конфигурации с атомом W в позиции мост представлена на рис. 3d и характеризуется наличием пиков парциальных DOS вольфрама в интервале энергий -(0,2ч1,9) эВ. Совпадение по энергии отмеченных пиков с аналогичными пиками электронных состояний Ti указывает на насыщенность W-Ti-связи. Для ЭС системы N/TiB2(0001) в позиции А отметим наличие гибридизации 2p-орбиталей атомов азота и бора с 3d-орбиталями атомов титана в интервале энергий -(0,03ч2,5) эВ. ЭС с азотом в позиции fcc характеризуется наличием основных пиков парциальных DOS бора, азота и титана в интервале энергий -(2,0ч4,5) эВ. Отметим гибридизацию Ti3d-B2p-N2p-орбиталей в данном интервале энергий, что указывает на наличие химической Ti-N-связи. Для ЭС системы N/TiB2(0001) в позиции С отмечается локализация электронных 2p-состояний N и 3d-состояний Ti с энергиями -2,6 эВ и -3,1 эВ.
При нарушении нестехиометрии по Ti или B наблюдается кардинальная перестройка электронного спектра, обусловленная реконструкцией локальной атомной структуры. Если при наличии вакансии Ti атом N локализуется на дистанции = 0,92 Е от поверхности (0001) TiB2, то в случае вакансии бора атом N занимает ее положение во втором слое. Здесь также изучена ЭС пяти различных конфигураций систем O/TiB2(0001) и O/TixB2-y(0001) после релаксации, которая обнаруживает зависимость от локальной атомной структуры. Для ЭС системы O/TiB2(0001) в позиции А отметим наличие гибридизации 2p-орбиталей атомов O и B с 3d-орбиталями атомов Ti в интервале энергий -(2,4ч3,5) эВ. Для электронной структуры системы с O в позиции fcc характерен сдвиг на 5,2 эВ O2p-орбиталей в область малых энергий. O2p-орбитали образуют совместно с Ti3d- и B2p-орбиталями гибридизованные состояния в интервале энергий -(4,0ч6,0) эВ. Отмеченное коррелирует с высоким значением энергии адсорбции = -11,05 эВ/атом в данном конфигурации. Для ЭС системы O/TiB2(0001) в позиции С отметим локализацию электронных 2p-состояний O и B с 3d-состояниями Ti в интервале энергий -(4,0ч5,0) эВ, что обуславливает образование гибридизованных орбиталей. Энергия связи атома O в системе O/TiB2(0001) составляет 4,6 эВ, что коррелирует с высоким значением энергии адсорбции = -10,54 эВ/атом в данной конфигурации. Для связывающих состояний B и Ti имеет место небольшое усиление Ti-O-взаимодействия при длине связи = 1,88 Е, что коррелирует с образованием гибридизации Ti3d-B2p-орбиталей для энергий -(0,7-5,0) эВ. При наличии вакансии Ti атом O локализуется на дистанции = 1,03 Е от верхней поверхности (0001) TiB2, а в случае вакансии B атом O занимает ее положение во втором слое. В данной конфигурации O2p-орбитали лежат в интервале энергий -(0,2ч2,5) эВ. Отмеченное коррелирует с низким значением энергии адсорбции кислорода = -5,25 эВ/атом в данной конфигурации. Для ЭС системы O/TiB2-y(0001) с вакансией бора характерно ослабление Ti-O-связи и усиление B-O-связи.
Заключение
титан нестехиометрический теплопроводность
Используя первопринципные расчеты на основе теории функционала плотности мы изучили энергию адсорбции вольфрама (азота, кислорода), локальную атомную структуру, термодинамические и электронные свойства нестехиометрических систем R/TixB2-y(0001) (R= W, N, O) для разных реконструкций поверхности в сопоставлении со стехиометрическими системами R/TiB2(0001). Нами рассмотрены более тридцати реконструкций поверхности диборида титана, обусловленных схемой расположения на ней адсорбата. Впервые показано, что адсорбция вольфрама (азота, кислорода) на малодефектных поверхностях TixB2-y(0001) в разных связывающих позициях приводит к существенной перестройке локальной атомной структуры и зонного энергетического спектра. Дальнейшие исследования процессов хемосорбции рассмотренных систем обеспечат прогресс в атомистическом понимании механизмов формирования наноструктур на поверхности керамик после воздействия лазерной плазмы.
Литература
титан нестехиометрический теплопроводность
1. Bates S.E., et al. Synthesis of titanium boride TiB2 nanocrystallites by solution-phase processing // Journal of Materials Research. 1995. №10(10). pp. 2599-2612.
2. Basu B., Raju G., and Suri A. Processing and properties of monolithic TiB2 based materials // International Materials Reviews. 2006. №51(6). pp. 352-374.
3. Mayrhofer P., et al. Self-organized nanocolumnar structure in superhard TiB2 thin films // Applied Physics Letters. 2005. №86(13). p. 131909.
4. Лянгузов Н.В., Дрюков А.Г., Кайдашев Е.М.,. Галий И.В. Получение и исследование морфологии массивов микро- и наностержней ZnO на подложках Si с пленочным подслоем ZnO // Инженерный вестник Дона, 2011, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2011/522.
5. Несветаев Д.Г., Кайдашев Е.М., Пузиков А.С., Импульсное лазерное напыление ZnO наноструктур // Инженерный вестник Дона, 2013, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/1885.
6. Topor L. and Kleppa O.J., Enthalpies of formation of first-row transition-metal diborides by a new calorimetric method // The Journal of Chemical Thermodynamics. 1985. №17(11). pp. 1003-1016.
7. P. Giannozzi, et al. QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. №21. p. 395502 .
8. Ruberto C. and Lundqvist B.I., Nature of adsorption on TiC (111) investigated with density-functional calculations // Physical Review B. 2007. №75(23). p. 235438.
9. Lцwdin P.-O., On the Nonorthogonality Problem*, in Advances in Quantum Chemistry. Academic Press. 1970. pp. 185-199.
10. Han Y., et al. Electronic and bonding properties of TiB2 // Journal of Alloys and Compounds. 2007. №438. pp. 327-331.
11. Clementi E., Raimondi D., Reinhardt W. Atomic screening constants from SCF functions. II. Atoms with 37 to 86 electrons // The Journal of Сhemical Physics, 1967. №47(4). pp. 1300-1307.
12. Magnuson M., et al. Bonding mechanism in the nitrides Ti2AlN and TiN: an experiment and theoretical investigation // Physical Review B. 2007. №76. p. 195127
13. Ilyasov V.V., et al. Adsorption of atomic oxygen, electron structure and elastic moduli of TiC(0 0 1) surface during its laser reconstruction: Ab initio study // Appl. Surf. Sci. 2015. №351. pp. 433-444.
14. Shuyin Y., et al. Phase stability, chemical bonding and mechanical properties of titanium nitrides: a first-principles study // Phys. Chem. Chem. Phys., 2015. №17. pp. 11763-11769.
15. Локтев Д., Ямашкин Д. Основные виды износостойких покрытий // Наноиндустрия. 2007. №5. С. 24-30.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изучение теории и составляющих факторов реакции адсорбции полимеров. Гелеобразование геллана. Методика определения количества адсорбированных полимеров на поверхности кернов. Влияние предварительной активации поверхности на кинетику адсорбции полимера.
курсовая работа [6,6 M], добавлен 04.01.2011Изучение основных видов адсорбции. Факторы, влияющие на скорость адсорбции газов и паров. Изотерма адсорбции. Уравнение Фрейндлиха и Ленгмюра. Особенности адсорбции из растворов. Правило Ребиндера, Панета-Фаянса-Пескова. Понятие и виды хроматографии.
презентация [161,4 K], добавлен 28.11.2013Стереографические проекции элементов симметрии и рутильной модификации диоксида титана. Стандартная установка кристаллографических и кристаллофизических осей координат. Изображение заданной грани на сетке Вульфа. Расчет дифрактограммы диоксида титана.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 26.11.2014Изучение свойств поверхности материала, поверхностного натяжения. Определение величины поверхностной энергии. Понятие и причина когезии, адгезии, абсорбции, адсорбции. Рассмотрение процесса смачивания. Описание модели получения пленки полистирола.
презентация [3,3 M], добавлен 28.12.2015Применение уравнения Фрейндлиха и Ленгмюра для описания адсорбции поверхностно-активных веществ на твердом адсорбенте. Определение предельной адсорбции уксусной кислоты из водного раствора на активированном угле; расчет удельной поверхности адсорбента.
лабораторная работа [230,8 K], добавлен 16.06.2013Изучение влияния металлов, входящих в состав твердого раствора, на стабильность к окислению порошков. Исследование свойств наноразмерных металлических порошков. Анализ химических и физических методов получения наночастиц. Классификация процессов коррозии.
магистерская работа [1,4 M], добавлен 21.05.2013Природные полиморфные модификации двуокиси титана, его физико-химические свойства и применение. Основы усовершенствования фотокатализа. Диоксид титана, легированный углеродом. Вещества, используемые в синтезе диоксида титана. Методика проведения синтеза.
курсовая работа [665,5 K], добавлен 01.12.2014Основные понятия процесса адсорбции, особенности ее физического и химического видов. Характеристика промышленных адсорбентов и их свойства. Наиболее распространенные теоретические уравнения изотерм адсорбции. Оборудование, реализующее процесс адсорбции.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 05.10.2011Общая характеристика титана как химического элемента IV группы периодической системы Д.И. Менделеева. Химические и физические свойства титана. История открытия титана У. Грегором в 1791 году. Основные свойства титана и его применение в промышленности.
доклад [13,2 K], добавлен 27.04.2011Эмпирический уровень познания и эмпирические методы познания, роль эксперимента в науке. Электронная система и химические свойства атома, металлические и неметаллические свойства атомов. Энергия ионизации и сродства к электрону, электроотрицательность.
лабораторная работа [30,1 K], добавлен 29.11.2012Химическое строение - последовательность соединения атомов в молекуле, порядок их взаимосвязи и взаимного влияния. Связь атомов, входящих в состав органических соединений; зависимость свойств веществ от вида атомов, их количества и порядка чередования.
презентация [71,8 K], добавлен 12.12.2010Электрод - система, состоящая из двух фаз, из которых твердая обладает электронной, а другая - жидкая - ионной проводимостью. Электродные процессы. Формула Нернста, редоксипереход. Гальванический элемент для измерения разности внутренних потенциалов.
реферат [89,8 K], добавлен 24.01.2009Технология производства диоксида титана, области применения. Получение диоксида титана из сфенового концентрата. Сернокислотный метод производства диоксида титана из ильменита и титановых шлаков. Производство диоксида титана сульфатным и хлорный методом.
курсовая работа [595,9 K], добавлен 11.10.2010Классификация процесса адсорбции: основные определения и понятия. Общая характеристика ряда промышленных адсорбентов и их свойства. Теории адсорбции. Оборудование, реализующее этот процесс. Особенности протекания различных видов химической адсорбции.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 15.11.2011Характеристика металлов - веществ, обладающих в обычных условиях высокой электропроводностью и теплопроводностью, ковкостью, "металлическим" блеском. Химические и физические свойства магния. История открытия, нахождение в природе, биологическая роль.
презентация [450,8 K], добавлен 14.01.2011Изучение поверхностной активности композиционных систем на границах раздела вода/воздух и вода/масло. Закономерности моющего действия композиционных систем на твердые поверхности. Действие магнитных жидкостей в процессе очистки поверхности воды от нефти.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 21.11.2016Определение количества вещества. Вычисление молярной массы эквивалента, молярной и относительной атомной массы металла. Электронные формулы атомов. Металлические свойства ванадия и мышьяка. Увеличение атомных масс элементов в периодической системе.
контрольная работа [130,2 K], добавлен 24.04.2013Активность реагентов и константы равновесия комплексов, входящих в материальный баланс по катализатору при исследованиях кинетики реакций. Поверхности и кинетика Лэнгмюра-Хиншельвуда при адсорбции смеси молекул. Статистическое планирование эксперимента.
реферат [65,5 K], добавлен 28.01.2009Влияние температуры на скорость химических процессов, ее зависимость от концентрации реагирующих веществ. Закон действующих масс. Давление пара над растворами. Первый закон Рауля. Зависимость адсорбции от свойств твердой поверхности. Виды пищевых пен.
контрольная работа [369,4 K], добавлен 12.05.2011История открытия элемента и его нахождение в природе. Способы получения металлов из руд, содержащих их окислы. Восстановление двуокиси титана углем, водородом, кремнием, натрием и магнием. Физические и химические свойства. Применение титана в технике.
реферат [69,5 K], добавлен 24.01.2011
