Name: nanothermite with meringue-like morphology: from loose powder to ultra-porous objects
Uploaded: 2017-12-24T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 46 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Nanothermite with Meringue-like Morphology: From Loose Powder to Ultra-porous Objects at JoVE.com

Yazarlar, fotoğrafçılar Isl, Yves Suma ve Yannick Boehrer, sentez ve nanothermite köpükler yanma yüksek hızlı video tarafından gözlem ve örnek fotoğraflar için teşekkür etmek istiyorum. Onlar da onların kendi meslektaşı Dr Vincent Pichot için NS3E laboratuvar gelen malzemelerin karakterizasyonu için x-ışını kırınım tarafından şükranlarını istiyorum.

Dikkat: tüm tepkiler yüksek hızlı video, görsel muayene ve gözlem köpük/yanma süreçlerin sağlar zırhlı bir pencere ile bir patlama kanıtlanmış odasında bu makalede açıklanan gerçekleştirin. Aluminothermic besteleri ve hidrojen patlama havadaki olası ateşleme kaynaklanan deneysel risk ile ilgili olarak dikkat çekmek. Bu nedenle, her zaman uygun egzoz havalandırma ile donatılmış bir patlama kanıtlanmış odası çalışır. Piroteknik tehlikeleri tamamen farkında olan deneyimli bilim adamları tarafından enerjik malzemeler üzerinde deneyler yapılmalıdır ve tüm testler yerel yasalara ve güvenlik yönetmeliklerine uygun olarak gerçekleştirilen gerekir unutmayın. Not yazarlar bu sonuçlar uygunsuz kullanımı için herhangi bir sorumluluk reddedin.
1. bir Aluminophosphate matris hazırlanması
Not: Oda sıcaklığında (15-25 ° C) deneyleri yapılmaktadır.
<ol>
	<li>Alüminyum nanopowder 3.00 g ağırlığında.</li>
	<li>Dezenfektan maddeler (H3PO4) 150 mL ölçek, ticari bir çözüm (% 85) 4.00 g tartmak; 3 mL polietilen Pasteur pipet dropwise asitle ekleyin.
	<ol>
		<li>İsteğe bağlı olarak, bir birim 0 - 2 mL deiyonize su dezenfektan maddeler ilave edilebilir.</li>
		<li>Çözüm kabı el ile yaklaşık 100 rpm'de dönen yavaşlatarak lunaparkçı.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Patlama odasında asit içeren kabı yerleştirin.</li>
	<li>Adım 1.1 H3PO4 solüsyon içeren kabı içine tartılır alüminyum nanopowder dökün.</li>
	<li>Hızlı bir şekilde bir paslanmaz çelik spatula ile karıştırın; bir dakikadan az bu adımı gerçekleştirin.</li>
	<li>Patlama odası hemen kapatın.</li>
	<li>Köpük tepki oluşana kadar bekleyin.</li>
	<li>Daha sonra ek bir 10 dakika soğumasını aluminophosphate matris için bekleyin.</li>
	<li>Kabı bir laboratuvar yay tong kullanarak patlama odasından kaldırın.</li>
	<li>Dikkatle kırarak kabı duvara yapışır örnek kurtarmak. Asidik artıklar varlığı dikkat ve eldiven olmadan malzemeler ele değil.</li>
</ol>
2. Nanothermite sentezi köpükler
Not: Oda sıcaklığında (15-25 ° C) deneyleri yapılmaktadır.
<ol>
	<li>Nanothermite karışımı hazırlanması
	<ol>
		<li>100 mL yuvarlak alt şişeye 3.00 g ve3 nanopowders, Al ve WO 3.45 gr sırasıyla düşünürüm.</li>
		<li>Nanopowders 2500 devir / dakikada işletim bir girdap Mikser ile karıştırın.</li>
		<li>Yavaşça karışımı bu homojenize için paslanmaz çelik spatula ile karıştırın. Bu işlem sırasında herhangi bir sürtünme yuvarlak alt şişe cam duvar ve spatula arasında kaçının. Not: Bu adımda deneyci karışımı ateşleme neden olabilecek herhangi bir Elektrostatik boşalımı önlemek için ceza gerekir.</li>
		<li>2.1.2 işlemini yineleyin.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>H 3 PO 4 çözümleri hazırlanması
	<ol>
		<li>Dezenfektan maddeler (H3PO4) 150 mL ölçek, ticari bir çözüm (% 85) 4.00 g tartmak; 3 mL polietilen Pasteur pipet dropwise asitle ekleyin.</li>
		<li>Seyreltilmiş H3PO4 çözümleri hazırlanması:<ol>
			<li>2.2.1. adımda hazırlanan örnek alın ve 1 mL polietilen Pasteur pipet ile 0-2 deionised mL su ekleyin.</li>
			<li>El ile uygulanan yaklaşık 100 rpm hızında kabı yavaş dönme hareketi tarafından çözüm lunaparkçı.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Nanothermite köpükler hazırlanması
	<ol>
		<li>Adım 2.2 patlama odasında hazırlanan asit içeren kabı yerleştirin.</li>
		<li>Adım 2.1 H3PO4 solüsyon içeren ölçek hazırlanan nanothermite dökün.</li>
		<li>Hızlı bir şekilde bir paslanmaz çelik spatula ile karıştırın; bir dakikadan az bu adımı gerçekleştirin.</li>
		<li>Patlama odası hemen kapatın.</li>
		<li>Köpük tepki oluşana kadar bekleyin.</li>
		<li>Daha sonra aşağı nanothermite köpük soğutma için ek bir 10 dk bekle.</li>
		<li>Kabı patlama odası ile bir laboratuvar yay tong kaldırın.</li>
		<li>Dikkatle kırarak kabı duvara yapışır örnek kurtarmak. Asidik artıklar varlığı dikkat ve eldiven olmadan malzemeleri kaçının.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Nanothermite yanma köpükler
<ol>
	<li>1.10. adımda hazırlanan aluminophosphate matris veya adım 2.3.8 patlama odasında hazırlanan nanothermite köpük yerleştirin.</li>
	<li>Yer kapatmak için örnek adım 3.1 piroteknik bir ateşleyici.</li>
	<li>Patlama odası kapatın.</li>
	<li>Ateşleyici bir güvenli elektronik cihaza bağlayın.</li>
	<li>Yangın piroteknik zinciri.</li>
	<li>10.000 ila 30.000 kare/s işletim ultrafast bir kamera ile yanma zırhlı pencereden gözlemlemek.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Comet, M., Martin, C., Schnell, F., Spitzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanothermite+foams:+From+nanopowder+to+object.">Nanothermite foams: From nanopowder to object.</a> Chem. Eng. J. 316, 807-812 (2017).</li><li>Lafontaine, E., Comet, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nanothermites. , (2016).</li><li>Comet, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+Cr2O3+nanoparticles+for+superthermites+by+the+detonation+of+an+explosive+nanocomposite+material.">Preparation of Cr2O3 nanoparticles for superthermites by the detonation of an explosive nanocomposite material.</a> J. Nanopart. Res. 13 (5), 1961-1969 (2011).</li><li>Gibot, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+Insensitive/Reactive+Thermite+Prepared+from+Cr2O3+Nanoparticles.">Highly Insensitive/Reactive Thermite Prepared from Cr2O3 Nanoparticles.</a> Propell. Explos. Pyrot. 36 (1), 80-87 (2011).</li><li>Tillotson, T. M., Gash, A. E., Simpson, R. L., Hrubesh, L. W., Satcher, J. H., Poco, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanostructured+energetic+materials+using+sol-gel+methodologies.">Nanostructured energetic materials using sol-gel methodologies.</a> J. Non-Cryst. Solids. 285 (1-3), 338-345 (2001).</li><li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hierarchical+MnO2/SnO2+Heterostructures+for+a+Novel+Free-Standing+Ternary+Thermite+Membrane.">Hierarchical MnO2/SnO2 Heterostructures for a Novel Free-Standing Ternary Thermite Membrane.</a> Inorg. Chem. 52 (16), 9449-9455 (2013).</li><li>Prentice, D., Pantoya, M. L., Gash, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combustion+Wave+Speeds+of+Sol-Gel-Synthesized+Tungsten+Trioxide+and+Nano-Aluminum:+The+Effect+of+Impurities+on+Flame+Propagation.">Combustion Wave Speeds of Sol-Gel-Synthesized Tungsten Trioxide and Nano-Aluminum: The Effect of Impurities on Flame Propagation.</a> Energ. Fuel. 20 (6), 2370-2376 (2006).</li><li>Bockmon, B. S., Pantoya, M. L., Son, S. F., Asay, B. W., Mang, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combustion+velocities+and+propagation+mechanisms+of+metastable+interstitial+composites.">Combustion velocities and propagation mechanisms of metastable interstitial composites.</a> Appl. Phys. Lett. 98, 064903 (2005).</li><li>Apperson, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+fast+propagating+combustion+and+shock+waves+with+copper+oxide/aluminum+nanothermite+composites.">Generation of fast propagating combustion and shock waves with copper oxide/aluminum nanothermite composites.</a> Appl. Phys. Lett. 91, 243109 (2007).</li><li>Wang, L., Luss, D., Martirosyan, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+behavior+of+nanothermite+reaction+based+on+Bi2O3/Al.">The behavior of nanothermite reaction based on Bi2O3/Al.</a> J. Appl. Phys. 110, 074311 (2011).</li><li>Martirosyan, K. S., Wang, L., Vicent, A., Luss, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+performances+of+bismuth+trioxide+nanoparticles+for+high+energy+gas+generator+use.">Synthesis and performances of bismuth trioxide nanoparticles for high energy gas generator use.</a> Nanotechnology. 20 (8), 405609 (2009).</li><li>Armstrong, R. W., Baschung, B., Booth, D. W., Samirant, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Propellant+Combustion+with+Nanoparticles.">Enhanced Propellant Combustion with Nanoparticles.</a> Nano Lett. 3 (2), 253-255 (2003).</li><li>Wu, C., Sullivan, K., Chowdhury, S., Jian, G., Zhou, L., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encapsulation+of+Perchlorate+Salts+within+Metal+Oxides+for+Application+as+Nanoenergetic+Oxidizers.">Encapsulation of Perchlorate Salts within Metal Oxides for Application as Nanoenergetic Oxidizers.</a> Adv. Funct. Mater. 22 (1), 78-85 (2012).</li><li>Sullivan, K. T., Piekiel, N. W., Chowdhury, S., Wu, C., Zachariah, M. R., Johnson, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ignition+and+Combustion+Characteristics+of+Nanoscale+Al/AgIO3:+A+Potential+Energetic+Biocidal+System.">Ignition and Combustion Characteristics of Nanoscale Al/AgIO3: A Potential Energetic Biocidal System.</a> Combust. Sci. Technol. 183 (3), 285-302 (2010).</li><li>Wang, H., Jian, G., Zhou, W., Delisio, J. B., Lee, V. T., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal+iodate-based+energetic+composites+and+their+combustion+and+biocidal+performances.">Metal iodate-based energetic composites and their combustion and biocidal performances.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 7 (31), 17363-17370 (2015).</li><li>Jian, G., Feng, J., Jacob, R. J., Egan, G. C., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Super-reactive+Nanoenergetic+Gas+Generators+Based+on+Periodate+Salts.">Super-reactive Nanoenergetic Gas Generators Based on Periodate Salts.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 52 (37), 9743-9746 (2013).</li><li>Comet, M., Vidick, G., Schnell, F., Suma, Y., Baps, B., Spitzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfates-Based+Nanothermites:+An+Expanding+Horizon+for+Metastable+Interstitial+Composites.">Sulfates-Based Nanothermites: An Expanding Horizon for Metastable Interstitial Composites.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 54 (15), 4458-4462 (2015).</li><li>Zhou, W., Delisio, J. B., Li, X., Liu, L., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Persulfate+salt+as+an+oxidizer+for+biocidal+energetic+nano-thermites.">Persulfate salt as an oxidizer for biocidal energetic nano-thermites.</a> J. Mater. Chem. A. 3 (22), 11838-11846 (2015).</li><li>Sun, J., Pantoya, M. L., Simon, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dependence+of+size+and+size+distribution+on+reactivity+of+aluminum+nanoparticles+in+reactions+with+oxygen+and+MoO3.">Dependence of size and size distribution on reactivity of aluminum nanoparticles in reactions with oxygen and MoO3.</a> Thermochim. Acta. 444 (2), 117-127 (2006).</li><li>Levitas, V. I., Asay, B. W., Son, S. F., Pantoya, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Melt+dispersion+mechanism+for+fast+reaction+of+nanothermites.">Melt dispersion mechanism for fast reaction of nanothermites.</a> Appl. Phys. Lett. 89, 071909 (2006).</li><li>Park, E. -. J., Kim, H., Kim, Y., Choi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeated-dose+toxicity+attributed+to+aluminum+nanoparticles+following+28-day+oral+administration,+particularly+on+gene+expression+in+mouse+brain.">Repeated-dose toxicity attributed to aluminum nanoparticles following 28-day oral administration, particularly on gene expression in mouse brain.</a> Toxicol. Environ. Chem. 93 (1), 120-133 (2011).</li><li>Walter, K. C., Aumann, C. E., Carpenter, R. D., O'Neill, E. H., Pesiri, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energetic+materials+development+at+technanogy+materials+development.">Energetic materials development at technanogy materials development.</a> Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 800, 27-37 (2004).</li><li>Khasainov, B., Comet, M., Veyssi&#232;re, B., Spiter, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+performance+of+fast–reacting+nanothermites+and+primary+explosives.">Comparison of performance of fast–reacting nanothermites and primary explosives.</a> Propell. Explos. Pyrot. , (2017).</li><li>Siegert, B., Comet, M., Spitzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safer+energetic+materials+by+a+nanotechnological+approach.">Safer energetic materials by a nanotechnological approach.</a> Nanoscale. 3, 3534-3544 (2011).</li><li>Sullivan, K. T., Kuntz, J. D., Gash, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophoretic+deposition+and+mechanistic+studies+of+nano-Al/CuO+thermites.">Electrophoretic deposition and mechanistic studies of nano-Al/CuO thermites.</a> J. Appl. Phys. 112, 024316 (2012).</li><li>Blobaum, K. J., Reiss, M. E., Plitzko, J. M., Weihs, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deposition+and+characterization+of+a+self-propagating+CuOx/Al+thermite+reaction+in+a+multilayer+foil+geometry.">Deposition and characterization of a self-propagating CuOx/Al thermite reaction in a multilayer foil geometry.</a> J. Appl. Phys. 94 (5), 2915-2922 (2003).</li><li>Gash, A. E., Tillotson, T. M., Satcher, J. H., Poco, J. F., Hrubesh, L. W., Simpson, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+epoxides+in+the+sol-gel+synthesis+of+porous+iron+(III)+oxide+monoliths+from+Fe(III)+salts.">Use of epoxides in the sol-gel synthesis of porous iron (III) oxide monoliths from Fe(III) salts.</a> Chem. Mater. 13 (3), 999-1007 (2001).</li><li>Yan, S., Jian, G., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospun+nanofiber-based+thermite+textiles+and+their+reactive+properties.">Electrospun nanofiber-based thermite textiles and their reactive properties.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 4, 6432-6435 (2012).</li><li>Puszynski, J. A., Groven, L. J., Altavilla, C., Ciliberto, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+nanosized+aluminum+and+its+applications+in+condensed+phase+reactions.">Formation of nanosized aluminum and its applications in condensed phase reactions.</a> Inorganic nanoparticles. Synthesis, applications and perspectives. , (2011).</li><li>Shimizu, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concept+and+the+use+of+negative+explosives.">Concept and the use of negative explosives.</a> Proceedings of the 11th International Pyrotechnics Seminar, Vail, Colorado, July 7-11. , (1986).</li><li>Molkov, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fundamentals of Hydrogen Safety Engineering. 1, (2012).</li><li>Comet, M., Martin, C., Klaum&#252;nzer, M., Schnell, F., Spitzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energetic+nanocomposites+for+detonation+initiation+in+high+explosives+without+primary+explosives.">Energetic nanocomposites for detonation initiation in high explosives without primary explosives.</a> Appl. Phys. Lett. 107, 243108 (2015).</li></ol>

İfşa etmek yok.

Nanopowders asit ile karıştırma işlemi ve kapanış patlama odasının güvenlik nedeniyle hızlı bir şekilde gerçekleştirilmesi gerekir. Reaksiyon gecikme bir dereceye kadar (1-10 dk), deneysel koşullarına bağlı olarak değişebilir. Oda sıcaklığı çok yüksek olduğunda veya köpük tepki erken harekete geçirmek neden olabilir bir spot ışığı gibi harici Isıtma kaynakları huzurunda kısaltılır. Diğer taraftan, bu oda sıcaklığında az olduğunda artar. Çok fazla köpük gecikme durumunda (&...

Bu makalede nano ölçekli aluminothermic karışımlar (Al/WO3) gevşek toz durumundan köpükler1' e dönüştürür raporlar. Nanothermites en sık fiziksel bir metal oksit/tuz nanopowders2şeklinde azalan bakiyeli bir metalle karıştırılarak hazırlanır enerjik besteleri yanan hızlı. Nanothermites hazırlamak için kullanılan en iyi temsil eden oksitler vardır Cr2O33,4, Fe2O35, MnO26, WO37, MoO38 , CuO9 ve BI2O310,11, kullanılan metal tuzları ise çoğu perkloratlar12,13,14,15, iodates periodates16,17 veya persulfates18sülfatlar. Alüminyum nanopowder bir yüksek oksidasyon ısı (10-25 kJ/g)19, hızlı reaksiyon kinetiği20, düşük toksisite21, ve adil bir gibi çok sayıda onların arzu özellikleri sayesinde nanothermites için yakıt olarak en iyi seçim olduğunu doğru bir şekilde edildikten sonra istikrar derecesi22düzgünleştirilecek.
Al-esaslı nanothermites içinde alev açık yüksek hızları yayar (0.1 - 2.5 km/s), ama bu olmaz, ancak, patlama23düşünülebilir. Reaksiyon mekanizması aslında unreacted malzeme porozite içinde sıcak gazlar konveksiyon tarafından tahrik edilmektedir. Başka bir deyişle, gözeneklilik nanothermites hızlı yanma için esastır. Ancak, gevşek nanothermite toz bir fiziksel açıdan istikrarlı değildir. Şok veya titreşimler tarafından düzenlenmiş ve onların yoğun bileşeni (genellikle oksit) kademeli kompozisyon yerçekimi etkisiyle ayırır.. Nanothermite porozite istikrar gelecekteki piroteknik sistemleri entegrasyonu için çok önemli bir sorundur.
Burada açıklanan hazırlık sürecinde büyük avantajı hangi onlar formu hamur kalıplama tarafından şeklinde son derece gözenekli, sağlam, nanothermite yekpare vermektir. Ayrıca, nanothermite köpükler oldukça şok, sürtünme ve Elektrostatik Deşarj nanothermite gevşek tozlar için karşılaştırıldığında duyarsızdır. Bu duyarsızlık onları kolu ve makine, örneğin testereyle kesmek veya Delme özellikle güvenli yapar.
Gevşek nanothermite tozlar basıldığında ya da tablet, onların porozite azalır ve nesneleri oluşturulur. Bu materyalleri uyum nano tanecikleri toplama için sorumlu olan yüzey kuvvetlerinden kaynaklanan. Nanothermite granül mekanik gücünü karbon nano-bu nesneleri24güçlendirmek için bir çerçeve hareket lifleri, huzurunda geliştirilebilir. Ne yazık ki, güçlü basarak nanothermites reaktivite azalır. Prentice ve ark.göre nano-Al/nano-WO3 besteleri birine basarak onların reaksiyon hız çöküşü iki büyüklük7tarafından neden olmaktadır. Sonuç olarak, çoğu patlayıcı aksine basarak nanothermites şeklinde olamaz.
Bugüne kadar nanothermites yapılanma için çok az yöntemleri nanothermites ile ilgili bilimsel edebiyatı bildirilmiştir. Nanothermites yüzeylerde, ikisinden biri--dan tozlar Elektroforez25veya bileşenlerinin birbirini izleyen Katmanlar26yılında SAÇTIRMA sıvı bir ortam dağınık bileşenlerinin üzerine yatırılır. Her iki yaklaşımın gevşek tozlar daha az reaktif ve meyletmek-e doğru hangi onlar hazırlanan yüzey--dan delaminate yoğun mevduat, yol.
"Üç boyutlu" nesneleri nanothermite oluşan hazırlanması Tillotson vd tarafından önerildi metal tuzları jelleşme çözümleri, epoksitler27tarafından oluşur Gash vd tarafından geliştirilen sol-jel sentez kullanan 5. Nanothermite yekpare gelling önce Al nanopowder sol, Dispergatör tarafından hazırlanır. Jelleri daha sonra xerogels üretmek için bir ısı odasında ya da aerogels elde etmek için süperkritik CO2 kullanımını içeren karmaşık bir süreç kurutulur. Nanothermite aerogels sadece güçlü reaktivite var ama aynı zamanda mükemmel mekanik özellikleri nedeniyle işlenmiş. Buna ek olarak, sol-jel işlemin bir mikro - ve mesoporous malzemeleri homojenliği yakıt (Al) ve oksit karışımı arasında rakipsiz bir düzeyde sentezlemek izin verir. Bunlar ilginç özellikleri rağmen sol-jel işlem kullanımı sınırlıdır: (i) çok sayıda parametrelere; bağlıdır toplu sentez karmaşıklığı (ii) sentezi yan (kirleri) son malzeme ve (III) için gerekli işlemi farklı adım tarafından uzun zamandır kaçınılmaz varlığı.
Nanothermite yanıcı paspaslar kullanılıyorsa Al ve CuO nano tanecikleri28ile çözümler nitroselüloz (Cilt) electrospinning tarafından hazırlanmıştır. Bu nanothermite keçeleri lifleri bir muhtemel olmayan gözenekli olan alt mikrometre ölçek çapları ile oluşur. Bu malzemelerin porozite lifleri Dolaşıklık tarafından tanımlanır. Nanothermite örnekleri paspaslar yanık yavaş yavaş (0,06 - 1,06 m/s) saf nano ölçekli Al/CuO karışımlar alev açık birkaç yüz m/s29bir hızda yayar bir gevşek toz durumda göre. Son olarak, önemli ölçüde onların ısı hassasiyeti artar ve onların uzun vadeli kimyasal kararlılık değiştirir çünkü nanothermites için bağlayıcı olarak nitroselüloz kullanımını ideal, değildir.
Nanothermites zarı Yang ve ark. üzerinden Al nano tanecikleri6ile karışık karmaşık hiyerarşik MnO2/SnO2 heterostructures tarafından hazırlanmıştır. Bu malzemeler çok özel bir Morfoloji, MnO2 nano-telleri SnO2 şube tarafından karşılanmaktadır oksit aşama vardır. Çok özel yapısı nedeniyle oksit Al nano tanecikleri yakalar kalmayıp Ayrıca membran mekanik direnç sağlar.MnO2/SnO2/Al membranlar hazırlık sürecinin çok basittir; Bu, bu, bir membran filtrasyon pasta kullanılarak hazırlanmıştır sıvı bulunan nanothermite filtre oluşur.
Özetlemek gerekirse, tek nanothermite bilimsel literatürde bahsedilen mevduat yüzeylerde, aerogels veya paspaslar nesneleridir. Nanothermites katı köpükler şeklinde hazırlama fikri bu enerjik malzemelerin entegrasyonu fonksiyonel piroteknik sistemleri için yeni ufuklar açar. Bu makalesinde bildirilen köpük işlemi için basit yapmak ve hemen hemen herhangi bir nanothermite alüminyum nanopowder hazırlanan uygulanabilir. Dezenfektan maddeler (H3PO4), köpük ajandır nano-Al ile çimento (AlPO4) ve porozite ve oluşturmak gazlar (H2, H2O buharı) vermek için tepki verir bir ortak, ucuz ve non-toksik kimyasal malzeme1. Alüminyum fosfat gibi enerjik Polimerler (nitroselüloz) organik bağlayıcı aksine yüksek sıcaklıklarda özellikle durumu iyi. Ancak, "negatif patlayıcı Shimizu30tarafından önerilen" kavramına göre bir oksitleyici nano-Al yüksek sıcaklıkta doğru olarak AlPO4 davranır.

<table><tbody><tr><td>Aluminum nanopowder</td><td>Intrinsiq Materials</td><td>-</td><td>nanopowder, &amp;asymp; 100 nm particle size Al QNA891</td></tr><tr><td>Tungsten(VI) oxide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>550086-25G</td><td>nanopowder, &amp;lt;100 nm particle size (TEM) Lot# MKBR9903V</td></tr><tr><td>Orthophosphoric Acid</td><td>Fisher Scientific</td><td>-</td><td>85% solution</td></tr><tr><td>polyethylene Pasteur pipette 3 mL</td><td>Th. Geyer</td><td>7691062</td><td>LABSOLUTE Pasteur pipettes made of polyethylene (PE) graduation 0,50 ml, Length 145 mm</td></tr><tr><td>polyethylene Pasteur pipette 1 mL</td><td>Th. Geyer</td><td>7691063</td><td>LABSOLUTE Pasteur pipettes made of polyethylene (PE) graduation 0,25 ml, Length 150 mm</td></tr><tr><td>Test tube shaker Reax Control</td><td>Heidolph</td><td>541-11000-00</td><td>Vortex mixer with strong 5 mm vibration orbit yields</td></tr></tbody></table>

nanothermite with meringue-like morphology: from loose powder to ultra-porous objects

Bu makalede açıklanan protokol amacı aluminothermic besteleri (nanothermites) gözenekli, yekpare nesneleri şeklinde hazırlamaktır. Nanothermites inorganik yakıt ve bir oksitleyici oluşan yanıcı malzemelerdir. Nanothermite köpükler içinde alüminyum yakıt ve alüminyum fosfat ve tungsten trioksit oksitleyici moieties olmasıdır. En yüksek alev yayılma hızları (FPVs) nanothermites içinde gevşek tozlar gözlenir ve FPVs şiddetle nanothermite tozlar cips kesme tarafından düşmüştür. Bir fiziksel açıdan nanothermite gevşek tozlar metastable sistemlerdir. Bunların özelliklerini bileşenlerinin yoğunluğu farklılıklardan kaynaklanan şok veya titreşim veya parçacıklar segregasyon Zamanla olayları, yerleşme tarafından indüklenen kasıtsız sıkıştırma tarafından değiştirilebilir. Bir toz bir nesneye hareket nanothermites piroteknik sistemlerinde tümleştirmek için aşılması gereken mücadeledir. Nanothermite nesnelerinin bir yüksek açık gözeneklilik ve iyi mekanik gücü olmalıdır. Nanothermite köpükler iki ölçütü karşılamak ve onlar dezenfektan maddeler bir nano ölçekli aluminothermic karışımı (Al/WO3) dağıtırken tarafından hazırlanır. Alüminyum ile asitli reaksiyon AlPO4 "çimento" hangi Al ve WO3 nano tanecikleri katıştırılır verir. Nanothermite köpükler içinde alüminyum fosfat bağlayıcı ve oksitleyici çift rol oynamaktadır. Hazırlama işlemi tarafından değiştirilmez tungsten trioksit bu yöntem kullanılabilir. Muhtemelen yüksek performanslı nanothermites hazırlanması için yaygın olarak kullanılan bazı oksitler için uzatılabilir. WO3-bu makalede açıklanan temel nanothermite köpükler özellikle etkileri ve daha güvenli daha gevşek Al/WO3 toz işlemek geçici onları sürtünme duyarsız. Bu malzemelerin hızlı yanma piroteknik ateşleyici ilginç uygulamaları var. Ateşleyiciler astar olarak bunların kullanımı onların kompozisyon içinde ikincil bir patlayıcı ve eklenmesi gerektirir.

Aluminophosphate matris kristalize alüminyum (Al) ve alüminyum fosfat (AlPO4) içerir. Bu aşamalar varlığı x-ışını kırınım (şekil 1) tarafından doğrulandı. Ayrıca, gravimetrik deneyler bu malzeme da amorf Alümina olan kristal olmayan bir bölümü içeren göstermiştir. Bu malzemeler alüminyum fosfat hem de cilt ve oksitleyici olarak davranır. AlPO4 oksitleyici özelliklerini bir 50/50 wt./wt.% nano-Al/AlPO4</s...

Watch this Scientific Journal Video about Nanothermite with Meringue-like Morphology: From Loose Powder to Ultra-porous Objects at JoVE.com

Nanothermite with Meringue-like Morphology: From Loose Powder to Ultra-porous Objects

Bu el yazması yanıcı aluminophosphate matrisler sentezi dezenfektan maddeler (H3PO4) alüminyum nanopowder ile tepki açıklar. Bu reaksiyon tungsten Temmuzda nanopowder huzurunda aşırı alüminyum ile işlenirken, bir katı, gözenekli nanothermite köpük yol açar.

Nanothermite beze gibi görünümdeki: Ultra gözenekli nesnelere gevşek toz üzerinden

The goal of the protocol described in this article is to prepare aluminothermic compositions (nanothermites) in the form of porous, monolithic objects. ...

nanothermite-with-meringue-like-morphology-from-loose-powder-to-ultra

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Chemistry

7.6K Görüntüleme.  French-German Research Institute of Saint-Louis (ISL). Bu el yazması yanıcı aluminophosphate matrisler sentezi dezenfektan maddeler (H3PO4) alüminyum nanopowder ile tepki açıklar. Bu reaksiyon tungsten Temmuzda nanopowder huzurunda aşırı alüminyum ile işlenirken, bir katı, gözenekli nanothermite köpük yol açar.

Video: Nanothermite with Meringue-like Morphology: From Loose Powder to Ultra-porous Objects

Fabrication, Densification, and Replica Molding of 3D Carbon Nanotube Microstructures

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip devices, and their applications. In particular, capabilities for cost-effective fabrication of polymer microstructures were transformed by the advent of soft lithography and other micromolding techniques 1, 2, and this led a revolution in applications of microfabrication to biomedical engineering and biology. Nevertheless, it remains challenging to fabricate microstructures with well-defined nanoscale surface textures, and to fabricate arbitrary 3D shapes at the micro-scale. Robustness of master molds and maintenance of shape integrity is especially important to achieve high fidelity replication of complex structures and preserving their nanoscale surface texture. The combination of hierarchical textures, and heterogeneous shapes, is a profound challenge to existing microfabrication methods that largely rely upon top-down etching using fixed mask templates. On the other hand, the bottom-up synthesis of nanostructures such as nanotubes and nanowires can offer new capabilities to microfabrication, in particular by taking advantage of the collective self-organization of nanostructures, and local control of their growth behavior with respect to microfabricated patterns. 
Our goal is to introduce vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), which we refer to as CNT "forests", as a new microfabrication material. We present details of a suite of related methods recently developed by our group: fabrication of CNT forest microstructures by thermal CVD from lithographically patterned catalyst thin films; self-directed elastocapillary densification of CNT microstructures; and replica molding of polymer microstructures using CNT composite master molds. In particular, our work shows that self-directed capillary densification ("capillary forming"), which is performed by condensation of a solvent onto the substrate with CNT microstructures, significantly increases the packing density of CNTs. This process enables directed transformation of vertical CNT microstructures into straight, inclined, and twisted shapes, which have robust mechanical properties exceeding those of typical microfabrication polymers. This in turn enables formation of nanocomposite CNT master molds by capillary-driven infiltration of polymers. The replica structures exhibit the anisotropic nanoscale texture of the aligned CNTs, and can have walls with sub-micron thickness and aspect ratios exceeding 50:1. Integration of CNT microstructures in fabrication offers further opportunity to exploit the electrical and thermal properties of CNTs, and diverse capabilities for chemical and biochemical functionalization 3.

We present methods for fabrication of patterned microstructures of vertically aligned carbon nanotubes (CNTs), and their use as master molds for production of polymer microstructures with organized nanoscale surface texture. The CNT forests are densified by condensation of solvent onto the substrate, which significantly increases their packing density and enables self-directed formation of 3D shapes.

3D Karbon Nanotube mikroyapılar, Üretimi, Yoğunlaştırma ve Replica Kalıp

The introduction of new materials and processes to microfabrication has, in large part, enabled many important advances in microsystems, lab-on-a-chip ...

Mühendislik

Nanomoulding of Functional Materials, a Versatile Complementary Pattern Replication Method to Nanoimprinting

We describe a nanomoulding technique which allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks and full devices. Nanomoulding combined with layer transfer enables the replication of arbitrary surface patterns from a master structure onto the functional material. Nanomoulding can be performed on any nanoimprinting setup and can be applied to a wide range of materials and deposition processes. In particular we demonstrate the fabrication of patterned transparent zinc oxide electrodes for light trapping applications in solar cells.

We describe a nanomoulding technique which allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks and full devices. Nanomoulding can be performed on any nanoimprinting setup and can be applied to a wide range of materials and deposition processes.

Fonksiyonel Malzemelerin Nanomoulding, Nanoimprinting bir yönlü Tamamlayıcı Desen Çoğaltma Yöntemi

We describe a nanomoulding technique which  allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks  and full devices. Nanomoulding ...

Reverse Microemulsion-mediated Synthesis of Monometallic and Bimetallic Early Transition Metal Carbide and Nitride Nanoparticles

A reverse microemulsion is used to encapsulate monometallic or bimetallic early transition metal oxide nanoparticles in microporous silica shells. The silica-encapsulated metal oxide nanoparticles are then carburized in a methane/hydrogen atmosphere at temperatures over 800 &#176;C to form silica-encapsulated early transition metal carbide nanoparticles. During the carburization process, the silica shells prevent the sintering of adjacent carbide nanoparticles while also preventing the deposition of excess surface carbon. Alternatively, the silica-encapsulated metal oxide nanoparticles can be nitridized in an ammonia atmosphere at temperatures over 800 &#176;C to form silica-encapsulated early transition metal nitride nanoparticles. By adjusting the reverse microemulsion parameters, the thickness of the silica shells, and the carburization/nitridation conditions, the transition metal carbide or nitride nanoparticles can be tuned to various sizes, compositions, and crystal phases. After carburization or nitridation, the silica shells are then removed using either a room-temperature aqueous ammonium bifluoride solution or a 0.1 to 0.5 M NaOH solution at 40-60 &#176;C. While the silica shells are dissolving, a high surface area support, such as carbon black, can be added to these solutions to obtain supported early transition metal carbide or nitride nanoparticles. If no high surface area support is added, then the nanoparticles can be stored as a nanodispersion or centrifuged to obtain a nanopowder.

A &#8220;removable ceramic coating method&#8221; is presented in visual format for the synthesis of non-sintered and metal-terminated monometallic and bimetallic early transition metal carbide and nitride nanoparticles with tunable sizes and crystal structures.

Monometalik ve Bimetalik Erken Geçiş Metal Carbide ve Nitrür Nanopartiküller Ters Mikroemülsiyon aracılı sentezi

A reverse microemulsion is used to encapsulate monometallic or bimetallic early transition metal oxide nanoparticles in microporous silica shells. The ...

Kimya

Synthesis and Reaction Chemistry of Nanosize Monosodium Titanate

This paper describes the synthesis and peroxide-modification of nanosize monosodium titanate (nMST), along with an ion-exchange reaction to load the material with Au(III) ions. The synthesis method was derived from a sol-gel process used to produce micron-sized monosodium titanate (MST), with several key modifications, including altering reagent concentrations, omitting a particle seed step, and introducing a non-ionic surfactant to facilitate control of particle formation and growth. The resultant nMST material exhibits spherical-shaped particle morphology with a monodisperse distribution of particle diameters in the range from 100 to 150&#160;nm. The nMST material was found to have a Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area of 285 m2g-1, which is more than an order of magnitude higher than the micron-sized MST. The isoelectric point of the nMST measured 3.34 pH units, which is a pH unit lower than that measured for the micron-size MST. The nMST material was found to serve as an effective ion exchanger under weakly acidic conditions for the preparation of an Au(III)-exchange nanotitanate. In addition, the formation of the corresponding peroxotitanate was demonstrated by reaction of the nMST with hydrogen peroxide.

The surfactant mediated sol-gel synthesis of nanosized monosodium titanate is described, along with preparation of the corresponding peroxide modified material. An ion-exchange reaction with Au(III) is also presented.

Nanoboyutlu Monosodyum Titanate Sentezi ve Reaksiyon Kimya

This paper describes the synthesis and peroxide-modification of nanosize monosodium titanate (nMST), along with an ion-exchange reaction to load the ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in industrialized countries. Here, the development of optical mesosensors/adsorbents (MSAs) for efficient recognition and selective recovery of Pd(II), Au(III), and Co(II) from urban mine was achieved. A simple, general method for preparing MSAs based on using high-order mesoporous monolithic scaffolds was described. Hierarchical cubic Ia3d wagon-wheel-shaped MSAs were fabricated by anchoring chelating agents (colorants) into three-dimensional pores and micrometric particle surfaces of the mesoporous monolithic scaffolds. Findings show, for the first time, evidence of controlled optical recognition of Pd(II), Au(III), and Co(II) ions and a highly selective system for recovery of Pd(II) ions (up to ~95%) in ores and industrial wastes. Furthermore, the controlled assessment processes described herein involve evaluation of intrinsic properties (e.g., visual signal change, long-term stability, adsorption efficiency, extraordinary sensitivity, selectivity, and reusability); thus, expensive, sophisticated instruments are not required. Results show evidence that MSAs will attract worldwide attention as a promising technological means of recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals.

Because of the importance and extensive use of palladium, gold and cobalt metals in high-technology equipment, their recovery and recycling constitute an important industrial challenge. The metal recovery system described herein is a simple, low-cost means for the effective detection, removal, and recovery of these metals from the urban mine.

Algılama ve Palladium Kurtarma Kentsel Madeninde Altın ve Kobalt Metal Nano Wagon tekerlekli şeklindeki Porların ile Belirlenmiş Yeni Sensörler / adsorbanlar kullanma

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Facile Preparation of Ultrafine Aluminum Hydroxide Particles with or without Mesoporous MCM-41 in Ambient Environments

An aqueous suspension of nanogibbsite was synthesized via the titration of aluminum aqua acid [Al(H2O)6]3+ with L-arginine to pH 4.6. Since the hydrolysis of aqueous aluminum salts is known to produce a wide array of products with a wide range of size distributions, a variety of state-of-the-art instruments (i.e., 27Al/1H NMR, FTIR, ICP-OES, TEM-EDX, XPS, XRD, and BET) were used to characterize the synthesis products and identification of byproducts. The product, which was comprised of nanoparticles (10-30 nm), was isolated using gel permeation chromatography (GPC) column technique. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and powder X-ray diffraction (PXRD) identified the purified material as the gibbsite polymorph of aluminum hydroxide. The addition of inorganic salts (e.g., NaCl) induced electrostatic destabilization of the suspension, thereby agglomerating the nanoparticles to yield Al(OH)3 precipitate with large particle sizes. By utilizing the novel synthetic method described here, Al(OH)3 was partially loaded inside the highly ordered mesoporous framework of MCM-41, with average pore dimensions of 2.7 nm, producing an aluminosilicate material with both octahedral and tetrahedral Al (Oh/Td = 1.4). The total Al content, measured using energy-dispersive X-ray spectrometry (EDX), was 11% w/w with a Si/Al molar ratio of 2.9. A comparison of bulk EDX with surface X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) elemental analysis provided insight into the distribution of Al within the aluminosilicate material. Furthermore, a higher ratio of Si/Al was observed on the external surface (3.6) as compared to the bulk (2.9). Approximations of O/Al ratios suggest a higher concentration of Al(O)3 and Al(O)4 groups near the core and external surface, respectively. The newly developed synthesis of Al-MCM-41 yields a relatively high Al content while maintaining the integrity of the ordered silica framework and can be used for applications where hydrated or anhydrous Al2O3 nanoparticles are advantageous.

An ultrafine aluminum hydroxide nanoparticle suspension was prepared via the controlled titration of [Al(H2O)]3+ with L-arginine to pH 4.6 with and without cage-effect confinement within mesoporous channels of MCM-41.

Ortofim Ortamlarda Mesafor MCM-41&#39;li olsun olmasın Ultrafine Alüminyum Hidroksit Parçacıklarının Kolay Hazırlanması

An aqueous suspension of nanogibbsite was synthesized via the titration of aluminum aqua acid [Al(H2O)6]3+ with L-arginine to pH 4.6. Since the hydrolysis ...

Processing of Bulk Nanocrystalline Metals at the US Army Research Laboratory

Given their potential for significant property improvements relative to their large grained counterparts, much work has been devoted to the continued development of nanocrystalline metals. Despite these efforts, the transition of these materials from the lab bench to actual applications has been blocked by the inability to produce large scale parts that retain the desired nanocrystalline microstructures. Following the development of a method proven to stabilize the nanosized grain structure to temperatures approaching that of the melting point for the given metal, the US Army Research Laboratory (ARL) has progressed to the next stage in the development of these materials - namely the production of large scale parts suitable for testing and evaluation in a range of relevant test environments. This report provides a broad overview of the ongoing efforts in the processing, characterization, and consolidation of these materials at ARL. In particular, focus is placed on the methodology used for producing the nanocrystalline metal powders, in both small and large-scale amounts, that are at the center of ongoing research efforts.

This paper provides a brief overview of the ongoing efforts at the Army Research Laboratory on the processing of bulk nanocrystalline metals with an emphasis on the methodologies used for the production of the novel metal powders.

ABD ordusu araştırma laboratuvarı toplu Nanocrystalline metallerin işlenmesi

Given their potential for significant property improvements relative to their large grained counterparts, much work has been devoted to the continued ...

Surface Properties of Synthesized Nanoporous Carbon and Silica Matrices

In this work, we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon material (also called ordered mesoporous carbon material [OMC]) with a 4.6 nm pore size, and ordered silica porous matrix, SBA-15, with a 5.3 nm pore size. This work describes the surface properties of nanoporous molecular sieves, their wettability, and the melting behavior of D2O confined in the differently ordered porous materials with similar pore sizes. For this purpose, OMC and SBA-15 with highly ordered nanoporous structures are synthesized via impregnation of the silica matrix by applying a carbon precursor and by the sol-gel method, respectively. The porous structure of investigated systems is characterized by an N2 adsorption-desorption analysis at 77 K. To determine the electrochemical character of the surface of synthesized materials, potentiometric titration measurements are conducted; the obtained results for OMC shows a significant pHpzc shift toward the higher values of pH, relative to SBA-15. This suggests that investigated OMC has surface properties related to oxygen-based functional groups. To describe the surface properties of the materials, the contact angles of liquids penetrating the studied porous beds are also determined. The capillary rise method has confirmed the increased wettability of the silica walls relative to the carbon walls and an influence of the pore roughness on the fluid/wall interactions, which is much more pronounced for silica than for carbon mesopores. We have also studied the melting behavior of D2O confined in OMC and SBA-15 by applying the dielectric method. The results show that the depression of the melting temperature of D2O in the pores of OMC is about 15 K higher relative to the depression of the melting temperature in SBA-15 pores with a comparable 5 nm size. This is caused by the influence of adsorbate/adsorbent interactions of the studied matrices.

Here we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon (with a 4.6 nm pore size) and SBA-15 (with a 5.3 nm pore size). The work describes the surface and textural properties of nanoporous molecular sieves, their wettability, and the melting behavior of D2O confined in the materials.

Silikat Matrisler ve sentezlenmiş Nanoporous karbon yüzey özellikleri

In this work, we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon material (also called ordered mesoporous carbon material [OMC]) ...

Microscopic Visualization of Porous Nanographenes Synthesized through a Combination of Solution and On-Surface Chemistry

On-surface synthesis has recently been regarded as a promising approach for the generation of new molecular structures. It has been particularly successful in the synthesis of graphene nanoribbons, nanographenes and intrinsically reactive and instable, yet attractive species. It is based on the combination of solution chemistry aimed at preparation of appropriate molecular precursors for further ultra-high vacuum surface assisted transformations. This approach also owes its success to an incredible development of characterization techniques, such as scanning tunneling/atomic force microscopy and related methods, which allow detailed, local characterization at atomic scale. While the surface-assisted synthesis can provide molecular nanostructures with outstanding precision, down to single atoms, it suffers from basing on metallic surfaces and often limited yield. Therefore, the extension of the approach away from metals and the struggle to increase productivity seem to be significant challenges toward wider applications. Herein, we demonstrate the on-surface synthesis approach for generation of non-planar nanographenes, which are synthesized through a combination of solution chemistry and sequential surface-assisted processes, together with the detailed characterization by scanning probe microscopy methods.

<meta charset="utf8"></head><body>Çözelti ve Yüzey Kimyası Kombinasyonu ile Sentezlenen Gözenekli Nanografenlerin Mikroskobik Görüntülenmesi

A combination of solution and surface assisted synthesis opens new directions in the atomically precise synthesis of nanostructures. Scanning tunneling microscopy (STM) supplemented by non-contact atomic force microscopy (nc-AFM) enables detailed characterization of newly designed and generated carbon-based nano-objects.

Nanothermite beze gibi görünümdeki: Ultra gözenekli nesnelere gevşek toz üzerinden

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler