Автоматизация процесса получения магнитной жидкости

Применение магнитных жидкостей в современной технике. Рассмотрение химической технологии получения высокодисперсного магнетита под действием раствора щелочи. Описание возможностей автоматизации некоторых стадий при синтезировании магнитной жидкости.

Рубрика Химия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 27.02.2019
Размер файла 17,9 K

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/

Донской государственный технический университет (344000, Ростов-на-Дону, пл, Гагарина 1)

Автоматизация процесса получения магнитной жидкости

Солотенко Г.Ю.

e-mail: sologleb@gmail.com

Аннотация

магнитный жидкость высокодисперсный щелочь

В статье описывается возможность автоматизации некоторых стадий при синтезировании магнитной жидкости. Благодаря, не имеющим аналогов в природе магнитным и реологическим свойствам, магнитные жидкости находят широкое применение в современной технике в качестве сред с управляемыми внешними полями физическими свойствами. Минусом является то, что процесс получения является трудоемким в следствии чего цена на продукт высока. Частичная автоматизация позволить снизить цену и сильнее расширить области применения.

Ключевые слова: магнитная жидкость, наночастицы, нанотехнология, синтез, автоматизация.

Abstract

Automation of the process of obtaining a magnetic fluid.

Solotenko G.Y.

Don state technical university

The article describes the possibility of automating some stages in the synthesis of a magnetic fluid. Due to the magnetic and rheological properties, which have no analogs in nature, magnetic fluids find wide application in modern technology as media with controlled physical properties. The downside is that the process of obtaining is laborious in consequence of which the price for the product is high. Partial automation allows you to reduce the price and expand the scope of application more.

Key words: magnetic fluid, nanoparticles, nanotechnology, synthesis, automation.

Технический прогресс направлен на разработку более мощных, быстрых, компактных и доступных технологий. Так называемым «пределом» развития можно считать системы, размером с молекулу. Появившись совсем недавно, нанотехнологии все активней входят в область научных исследований, а из нее - в нашу повседневную жизнь. Разработки ученых все чаще имеют дела с объектами микромира, атомами, молекулами, молекулярными цепочками. Создаваемые искусственно нанообъекты постоянно удивляют исследователей своими свойствами и обещают самые неожиданные перспективы своего применения [1].

Сейчас ученые во всем мире занимаются синтезом и разработкой новых наноэлементов. Некоторых наночастицы являются хорошо известными, такие как: углеродные нанотрубки, порошок серебра (оксид серебра), графен, магнетит. Все эти и многие другие идеи находятся сейчас не только на стадии разработок, но и на этапе практического применения, поэтому автоматизация производства является актуальной проблемой. На примере магнитной жидкости будет продемонстрирована возможность частичной автоматизации [2]. Магнитная жидкость - это коллоидная система, где в качестве дисперсной фазы используют однодоменные магнитные частицы, стабилизированные в дисперсной среде с помощью поверхностно-активных веществ или полимеров. Одномерные частицы магнетита имеют средний размер ?10 нм, поэтому попадают под определение наночастицы. Существует разнообразие магнитных жидкостей, отличаются они друг от друга различной основой (дисперсной средой) [3-5].

Синтез магнитной жидкости происходит благодаря методу химической конденсации с использованием химически чистых материалов. Этот способ основан на получении высокодисперсного магнетита действием раствора щелочи на водный раствор двух- и трехвалентного железа и пептизации его в растворителе, содержащем ПАВ. В основе метода лежит химическая конденсация высокодисперсного магнетита [6]: 2FeCl3·6H2O+FeSO4·7H2O+8NH4OH Fe2O3+6NH4Cl+ (NH4)2SO4+23H2O

Реагенты должны использоваться в следующих пропорциях: FeCl3·6H2O и FeSO4·7H2O (в соотноше- нии 2 к 1). и последовательности: первоначально готовятся растворы FeCl3·6H2O и FeSO4·7H2O (в соотноше- нии 2 к 1), после они смешиваются. В качестве осадителя используется 25%- ый раствор аммиака. Процесс осаждения происходит при непрерывном интенсивном перемешивании. Ионы растворимых солей удаляют четырехкратной промывкой магнетита дистиллированной водой до рН 7--9. Затем полученный магнетит отделяют от воды. Для этого водную суспензию магнетита при перемешивании нагревают до 90°С и приливают к ней 50% - ный раствор олеиновой кислоты в керосине. При этом происходит процесс отделения воды от смеси, который необходимо тщательно контролировать для получения в дальнейшем устойчивой магнитной жидкости. В результате образуется концентрат, который состоит из частиц магнетита, покрытых ПАВ, и жидкой основы. Концентрат можно диспергировать в любом объеме жидкой основы и получать таким образом магнитную жидкость. Основная особенность этого процесса состоит в том, что обе стадии совмещены во времени: чтобы предотвратить слипание частиц под действием сил притяжения, образование адсорбционных слоев на поверхности магнитных частиц должно происходить в момент появления последних.

Способ получения достаточно сложный, поэтому затруднительно полностью отказаться от человеческого участия, так как нужно постоянно контролировать процесс. С этой проблемой можно справиться при помощи баро-электро-термо-акустического (БЭТА) анализатора [7-8]. Преимущество такого анализатора заключается в том, что он реализует комбинированное воздействие на испытуемый образец и способен измерить его 38 параметров. В случае с магнитной жидкостью нам надо следить за концентрацией и показателем ph. Так же ближайшем будущем планируется создать базу данных, в которую будут вноситься результаты испытаний, что делает БЭТА анализатор перспективным и незаменимым исследовательским комплексом

Литература

1. Рыбалкина М. «Нанотехнологии для всех». М.: УРСС. 2005. 444с.

2. Чаплыгин А. «нанотехнологии в электронике» / А.Чаплыгин. - 2005 М.:техносфера

3. Бибик Е.Е. Приготовление феррожидкости // Коллоидн. журн. 1973. Т.35. No6.С.1141-1142.

4. Пат. 2340972 Российская Федерация, МПК Н 01 F 1/44. Способ получения магнитной жидкости / Ю. П. Грабовский, М.А. Берлин, Г.В, Яковенко, В.И, Кощеев; заявитель и патентообладатель ЗАО «НИПИ «ИнжГЕО». No 2007102100/02 ; заявл. 19.01.2007; опубл. 10.12.2008, Бюл. No34.9с.:ил.

5. Пат. 568598 Российская Федерация, МПК С 01 G 49/08. Способ получения феррожидкости / Е.Е. Бибик, И.С. Лавров, Н.М. Грибанов, Т.М, Котомина, Т.А.

Варенцова; заявитель и патентообладатель Ленинградский институт им. Ленсовета-. No 2303630/26; заявл. 24.12.1975; опубл. 15.08.1977, Бюл. No 30. 2 с.

6. А.М. Стороженко исследование дисперсного состава магнитных жидкостей микроскопическими методами // Известия Юго-Западного государственного университета. - 2012. - No5, с.206-215.

7. Белозеров В.В.,Босый С.И. Диагностика опасности материалов методом баротермоэлектрометрии, сопряженной с акустической эмиссией //Фундаментальные исследования. - 2008. - No2, с.116-120..

8. Белозеров В.В., Босый С.И., Буйло С.И., Прус Ю.В., Удовиченко Ю.И. Способ термодинамического акустико-эмиссионного эталонирования и система его реализующая - Патент РФ на изобретение No 2399910 от 20.09.2010.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Технология получения прядильного раствора полиакрилонитрила. Характеристика сырья. Изменение свойств акрилонитрильных волокон при замене итаконовой кислоты в сополимере. Органические растворители, используемые для получения полиакрилонитрильных волокон.

    курсовая работа [4,7 M], добавлен 29.03.2009

  • Основные способы получения ацетилена, его применение химической промышленности, в области машиностроении и металлообработке. Схема современного генератора непрерывного действия системы "карбид в воду". Химизм процесса получения ацетилена из углеводородов.

    реферат [1,6 M], добавлен 01.01.2015

  • Конструктивно-технологическая характеристика процесса получения серной кислоты. Функциональная схема автоматизации по контурам. Расчет автоматической системы регулирования. Выбор закона регулирования и расчет оптимальных параметров настройки регулятора.

    курсовая работа [123,2 K], добавлен 22.07.2012

  • Применение и используемое сырьё для синтеза биоразлагаемого полимера. Характеристика готового продукта. Схема образования полилактида из молочной кислоты. Описание стадий получения полилактида: синтез и очистка лактида, определение температуры плавления.

    научная работа [571,6 K], добавлен 25.04.2015

  • Общие сведения о гетероциклических химических соединениях. История синтетического получения фурана. Описание аппарата для его производства. Связь между структурой и фармацевтическим действием препарата. Его аналоги, описание их основного действия.

    курсовая работа [523,2 K], добавлен 16.05.2015

  • Карбонилсодержащие или карбонильные соединения - альдегиды и кетоны. Подвижные жидкости. Температуры кипения. Растворимость низших кетонов и альдегидов в воде за счет образования водородных связей. Методы получения. Окисление углеводородов и спиртов.

    контрольная работа [131,2 K], добавлен 01.02.2009

  • История развития производства красителей, методы их получения. Характеристика исходного сырья и получаемого продукта, технология получения сульфанилата натрия. Расчет химико-технологических процессов и оборудования. Разработка узла автоматизации.

    дипломная работа [466,9 K], добавлен 06.11.2012

  • Серная кислота как важнейший продукт химической промышленности, ее свойства и применение, сырье для производства. Совершенствование традиционных технологий ее получения: проблемы и пути решения. Описание аппаратурного оформления процесса синтеза.

    курсовая работа [666,6 K], добавлен 26.05.2016

  • Понятие плотности и насыщенности жидкости. Плотность жидкости при нормальной температуре кипения. Аддитивный метод Шредера, неаддитивный метод Тина и Каллуса, метод Ганна-Ямады и другие методы. Применение различных методов для вычисления плотности.

    реферат [78,8 K], добавлен 21.01.2009

  • Общая характеристика процесса нагревания жидкости и задачи его автоматизации. Анализ технологического процесса как объекта управления. Технологический процесс мокрой очистки газов в трубе Вентури. Описание систем контроля, регулирования и блокировки.

    курсовая работа [321,0 K], добавлен 11.09.2012

  • Назначение и характеристика процесса получения сульфата магния. Кристаллизаторы, их виды и принцип действия. Определение концентрации маточного раствора и давления в кристаллизаторе. Техники безопасности при эксплуатации кристаллизационной установки.

    курсовая работа [235,6 K], добавлен 03.04.2012

  • Нуклеофильное замещение гидроксильной группы в спиртах, протонирование спиртов. Способы получения алкилгалогенидов: реакции с галогеноводородами, действием галогенидов фосфора, действием квазифосфониевых солей, описание их механизма. Реактив Лукаса.

    реферат [165,7 K], добавлен 04.02.2009

  • Характеристика химического продукта и методы его получения. Физико-химические основы процесса, описание технологической схемы, отходы производства и проблемы их обезвреживания. Перспективы совершенствования процесса получения химического продукта.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 20.06.2012

  • Основные физические и химические свойства, технологии получения бериллия, его нахождение в природе и сферы практического применения. Соединения бериллия, их получение и производство. Биологическая роль данного элемента. Сплавы бериллия, их свойства.

    реферат [905,6 K], добавлен 30.04.2011

  • Методика получения биоэтанола из растительных отходов. Механизм трансформации целлюлозы в растворимые формы простых углеводов; факторы, влияющие на гидролиз, определение оптимальных условий для протекания процесса; получение штаммов микроорганизмов.

    дипломная работа [4,1 M], добавлен 11.10.2011

  • Сущность и общие сведения о комплексных соединениях. Методы получения этих химических соединений и их свойства. Применение в химическом анализе, в технологии получения ряда металлов, для разделения смесей элементов. Практические опыты и итоги реакций.

    лабораторная работа [26,7 K], добавлен 16.12.2013

  • Применение неводных растворителей в лабораторно-заводской практике. Понятие растворимости, определение численных характеристик. Растворимость твердых веществ и газов в жидкости. Взаимная растворимость жидкостей. Требования, предъявляемые к растворителям.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 25.11.2014

  • Фенол как химическое вещество, его применение и значение. Особенности стадий получения фенола. Краткая характеристика процесса его производства через бензолсульфокислоту, хлорбензол, изопропилбензол, окислительным хлорированием бензола. Виды сырья.

    реферат [808,2 K], добавлен 18.02.2011

  • Аппаратурное оформление процесса получения анилина из нитробензола в трубчатом реакторе. Формализованное описание процесса. Метод Эйлера и метод Рунге-Кутты второго и четвертого порядка. Характеристика программного обеспечения и технических средств.

    курсовая работа [856,8 K], добавлен 20.11.2012

  • Описание технологической схемы получения фталоцианина меди. Расчёт материального и теплового балансов. Особенности схемы автоматизации установки. Расчет фильтра, необходимого для фильтрования образующегося красителя. Расчет размеров основных аппаратов.

    курсовая работа [529,1 K], добавлен 15.03.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.