Бакар хромит, хемијска формула је ЦуЦр2O4, ЦАС 12053-18-8. То је тамнозелени прах са полиедарском кристалном структуром. У складу са различитим методама припреме и модификацијама површине, такође може да покаже различите величине и облике честица, као што су сферни, хексагонални стубови или шипкасти, итд. Одличан је електрични и топлотни проводник. Пошто садржи бакар, он је у стању да ефикасно проводи струју и топлоту. У ствари, има важну примену у електроници и расхладној опреми. Растворљивост је веома ниска у води и већини органских растварача. Ово ограничење растворљивости даје производу одличну стабилност и поновну употребу у апликацијама катализатора. То је антиферомагнетни материјал. Када се постави у спољашње магнетно поље, његови магнетни моменти се поравнавају у супротном смеру од спољашњег магнетног поља. Овај магнетизам чини да производ има посебне ефекте у примени катализатора. То је неорганско једињење метала. Ово једињење се широко користи у хемијској индустрији као катализатор. Као катализатор, наишао је на широку примену, а показао је и своју изузетно високу примену у областима електронике, тврдих легура, расхладне опреме, горивних ћелија, оптичког стакла и пигмената. Ове употребе не само да одражавају одлична физичка својства производа у многим аспектима, већ и илуструју његову широку примену.
|
|
|
Бакар хромит(хемијска формула ЦуЦр2О4 или Цу2Цр2О5), као метални оксид типа спинел, игра незаменљиву улогу у ваздухопловству због своје јединствене кристалне структуре (јони бакра заузимају тетраедарске шупљине, јони хрома су распоређени у октаедарске шупљине) и одличне термичке стабилности, хемијске стабилности и хемијске стабилности. Његова примена пролази кроз вишеструке кључне везе као што су ракетни мотори, ракетни погонски системи, топлотна заштита свемирских летелица, складиштење и конверзија енергије, и постала је кључни материјал за промовисање открића у ваздухопловној технологији.
1. Основне функције и механизми деловања
То је један од најважнијих катализатора брзине сагоревања у композитним чврстим погонским горивима. Његове металне честице имају високу специфичну површину и површинску енергију, што може значајно побољшати брзину сагоревања погонског горива, док истовремено смањује индекс притиска (осетљивост брзине сагоревања на промене притиска), омогућавајући мотору да одржи стабилно сагоревање у широком опсегу притиска. Истраживања су показала да величина честица има значајан утицај на перформансе погонског горива:
Смањење величине честица може да смањи енергију активације распадања на ниској-ниској температури, повећа брзину реакције распадања на високој{1}}температури, чиме се побољшава -брзина сагоревања под високим притиском и смањује индекс притиска. На пример, када се величина честица оксобакра смањи са нивоа микрометара на ниво нанометара, брзина сагоревања погонског горива може се повећати за 15% -20%, а индекс притиска у делу високог притиска може се смањити за 0,2-0,3.
2. Оптимизација формуле и синергијски ефекти
Да би се додатно побољшале перформансе, често се користи у комбинацији са другим катализаторима брзине сагоревања као што су оксиди гвожђа и угљеничне наноцеви. На пример, код композитних погонских горива ХТПБ (полибутадиен са хидроксилним термином), мешање оксобакра са фероценом у односу 3:1 може повећати брзину сагоревања за 25% уз одржавање индекса притиска испод 0,5. Поред тога, његова дистрибуција величине честица мора бити строго контролисана: премала величина честица може лако довести до агломерације и утицати на дисперзибилност; Ако је величина честица превелика, каталитичка ефикасност ће се смањити. Оксобакарни прах са уједначеном величином честица може се припремити сушењем распршивањем, млевењем куглица и другим процесима како би се обезбедила његова равномерна дистрибуција у погонском средству.
3. Типични случајеви примене
Ракетни мотор: У чврстим појачивачима ракета серије Лонг Марцх, он служи као главни катализатор брзине сагоревања, омогућавајући брзину сагоревања горива да достигне 8-12 мм/с (атмосферски притисак), испуњавајући захтеве високог потиска током полетања ракете.
Погонски систем ракете: У мотору треће фазе одређеног типа балистичке ракете, у комбинацији са композитним катализатором натријум борохидрида, погонско гориво може одржавати брзину сагоревања од 6-8 мм/с у вакуумском окружењу, обезбеђујући да пројектил тачно погађа циљ.
1. Висока температурна стабилност и антиоксидативна активност
When spacecraft re-enter the atmosphere, the surface temperature can exceed 2000 ℃, and traditional materials are prone to failure due to oxidation. It can maintain structural stability even at high temperatures (>1500 степени), а густи слој хром-оксида (Цр ₂ О3) формиран на његовој површини може ефикасно спречити продирање кисеоника и продужити век трајања материјала. На пример, у систему термичке заштите повратне капсуле, премаз може продужити време отпорности материјала на температуру са 120 секунди на 180 секунди, пружајући гаранцију за безбедно слетање летелице.
2. Отпорност на топлотни удар и перформансе против пилинга
When spacecraft rapidly pass through the atmosphere, the surface temperature changes sharply (Δ T>1000 степени/с), што може лако изазвати љуштење премаза. Оптимизацијом кристалне структуре (као што је смањење величине зрна и повећање густине граница зрна), перформансе термичког шока могу се значајно побољшати. Експерименти су показали да је посебно третиранабакар хромитпремаз одржава преко 95% адхезије након 20 термичких циклуса (2000 степени → собна температура), што је много боље од традиционалних премаза од алуминијума (адхезија пада на 70%).
3. Типични сценарији примене
Термозаштитна плочица за повратну капсулу: У повратној капсули свемирских летелица серије Схензхоу, оксобакарна превлака се наноси на кључне делове (као што су дно и бочни зидови), у комбинацији са силицијум-карбидним влакнима-ојачаним керамичким матричним композитним материјалом (Ц/СиЦ) да би се формирао градијент са структуром за заштиту од топлоте и повратне топлоте густине 50МВ/м².
Hypersonic aircraft nose cone: At the nose cone of a certain type of hypersonic aircraft (speed>5 Мацх), композитни премаз од легуре волфрама може издржати високе температуре од 2200 степени уз одржавање храпавости површине Ра<0.8 μ m, reducing aerodynamic heating losses.
Енергетски систем свемирске летелице: 'Цоре Хуб' за складиштење и конверзију енергије
1. Материјали електрода горивих ћелија
У чврстим оксидним горивним ћелијама (СОФЦ), може се користити као катодни материјал, а његова спинелна структура обезбеђује обиље слободних места за кисеоник, промовишући кинетику реакције редукције кисеоника (ОРР). Истраживања су показала да је отпор поларизације катода на бази оксобакра на 800 степени само 0,1 Ω· цм², што је 67% ниже од традиционалних катода на бази кобалта (0,3 Ω· цм²), значајно побољшавајући густину излазне снаге батерије (са 0,5В/цм² на 0,8В/цм²).
2. Чување и конверзија енергије водоника
Има вишеструку примену у области енергије водоника:
Фотокаталитичка производња водоника: Фотокаталитичком реакцијом раздвајања воде (2Х ₂ О → 2Х ₂+О ₂), катализатор може постићи ефикасност конверзије соларне енергије водоника од 4,2% под ултраљубичастим зрачењем, што је 133% више од традиционалног ТиО ₂ (1,8%) катализатора.
Реформисање алкохола за производњу водоника: У реакцији реформисања метанола са паром (ЦХ ∝ ОХ+Х ₂ О → 3Х ₂+ЦО ₂), катализатори који подржавају оксобакар (као што је ЦуЦр ₂ О ₄/Ал ₂ О ∝) могу да постигну брзину конверзије метанола од преко 98% и дају брзину конверзије метанола од преко 98%. стабилан извор водоника за гориве ћелије свемирских летелица.
3. Типични случајеви примене
Енергетски систем лунарне базе: У НАСА-ином предложеном плану лунарне базе, фотокаталитички уређај заснован на оксобакару се користи за производњу водоника из сунчеве светлости на површини Месеца, у комбинацији са горивним ћелијама да би се постигло 24-часовно непрекидно напајање. Један систем може произвести до 10 кг водоника дневно, задовољавајући дневне потребе три астронаута.
Напајање Марс ровера: На „Персеверанце“ Марс роверу, оксобакарни катализатор је примењен на помоћни енергетски систем радиоактивног изотопа термоелектричног генератора (РТГ), обезбеђујући резервну снагу за ровер кроз реформисање метанола за производњу водоника, продужавајући век мисије на 14 година.
1. Катализатор за пречишћавање издувних гасова
ЦО ₂, испарљива органска једињења у траговима (ВОЦ) произведена дисањем астронаута и НОк које емитује опрема у затвореној кабини свемирске летелице треба да се пречисте у реалном времену. Катализатори могу ефикасно катализовати оксидацију ових загађивача на ниским температурама (50-100 степени):
Оксидација ЦО: Под дејством ЦуЦр ₂ О ₄/ЦеО ₂ композитног катализатора, ЦО се може потпуно претворити у ЦО ₂ на 80 степени, са брзином реакције од 0,5 мол/(г · х).
Уклањање ВОЦ: За типичне ВОЦ као што су формалдехид и бензен, стопа минерализације оксобакарног катализатора прелази 99%, избегавајући секундарно загађење.
2. Материјали за третман воде
У систему воденог циклуса свемирске летелице, може се користити као адсорбент за уклањање јона тешких метала (као што су Хг ² ⁺, Пб ² ⁺) и органских загађивача. Цр ОХ групе са позитивним наелектрисањем на својој површини могу да хватају јоне тешких метала путем електростатичке адсорпције и комплексирања, са капацитетом адсорпције од 120 мг/г (Хг ² ⁺), што је 140% више од активног угља (50 мг/г).
3. Типични сценарији примене
Систем за одржавање живота Међународне свемирске станице: У систему за регенерацију кисеоника Међународне свемирске станице, слој катализатора може непрекидно да ради више од 5000 сати, смањујући концентрацију ЦО ₂ са 10 000 ппм на испод 100 ппм док се обнавља 95% кисеоника.
Јединица за третман лунарне базе: У НАСА-ином програму лунарне базе,бакар хромитадсорпционе колоне се користе за третирање урина и кондензата астронаута, а квалитет ефлуента задовољава НАСА стандарде (укупни органски угљеник<0.1mg/L, no heavy metals detected).
Изгледи за будућност: Револуционарне примене у областима у настајању
1. Нано оксобакар и квантна технологија
Контролом услова синтезе (као што је солвотермална метода, метода шаблона), оксобакарне квантне тачке са величином честица<10nm can be prepared. Its quantum confinement effect can significantly enhance catalytic activity and optical performance:
Квантно рачунарство: Квантне тачке могу да служе као материјали кандидати за квантне битове, са животним веком обртања у опсегу милисекунди, пружајући могућности за прављење квантних рачунара у чврстом{0}} стању.
Фотокаталитичко побољшање: Коефицијент апсорпције нано оксобакра у области видљиве светлости је 5 пута већи од коефицијента расутих материјала, а ефикасност фотокаталитичке производње водоника може да достигне 8%, приближавајући се комерцијалном прагу (10%).
3. Биокомпатибилност и ваздухопловна медицина
Истраживања су показала да површински модификоване наночестице оксобакара (као што су обложене полиетилен гликолом) имају добру биокомпатибилност и могу се користити као носачи лекова или биосензори:
Праћење здравља астронаута: Сензори засновани на оксобакару могу детектовати метаболите као што су глукоза и лактат у телесним течностима астронаута у реалном времену, са осетљивошћу од пМ нивоа.
Заштита од зрачења: Наночестице оксобакра могу да апсорбују честице високе{0}}енергије у космичким зрацима, смањујући оштећење ДНК астронаута и повећавајући ефикасност заштите за 30% у поређењу са традиционалним оловним заштитом.
2. 3Д штампање и производња по мери
Комбиновањем технологије 3Д штампања као што је селективно ласерско синтеровање (СЛС), сложене структурне компоненте засноване на оксобакару (као што су коморе за сагоревање и термозаштитне плочице) могу се директно припремити, постижући „интеграцију дизајна у производњи“. На пример, композитни материјали оксобакар/полиимид штампани од стране СЛС-а имају густину 40% мању од традиционалних одливака уз задржавање 90% механичких својстава.
То је важан катализатор који се широко користи у хемијској индустрији.
1. Метода хемијске ко{1}}е таложења:
Хемијско ко{0}}таложење је уобичајена метода за припрему производа. Ова метода захтева ко{2}}таложење Цу(НО3)2·6H2О и Цр(НО3)3·9H2О под комбинованим дејством хлороводоничне киселине и амонијачне воде, а затим пржење производа на око 500 степени да би се добио чистбакар хромит. Метода синтезе има високу тачност и лако је контролисати реакционе услове, тако да је релативно честа у практичним применама.
2. Сол-гел метода:
Сол-гел метода је метода за синтезу производа реакцијом раствора. Овај метод треба да додате ЦуСО4 анд НХ4ЦрО4 у дејонизовану воду, а затим користите НХ4ОХ или НаОХ да подеси пХ да би произвео колоидни раствор. Колоидни раствор ће бити упарен до сува да би се формирао гел, а затим обрађен на температури калцинације од око 600 степени да би се коначно добио чист производ. У поређењу са другим синтетичким методама, ова метода има предности прецизне контроле величине честица, кристалне структуре итд., тако да се широко користи у практичним применама.
Једном речју, може се синтетизовати различитим методама као што су метода хемијске копреципитације, сол-гел метода, метода реакције у гасној фази, метода ултразвучне-потпомогнуте синтезе и шаблонска метода. Различите синтетичке методе имају своје карактеристике и предности, тако да се одговарајући синтетички метод може одабрати према специфичним потребама.
|
Хемијска формула |
ЦрЦуО3 |
|
Тачна маса |
163 |
|
Молецулар Веигхт |
164 |
|
m/z |
163 (100.0%), 165 (44.6%), 164 (11.3%), 161 (5.2%), 166 (5.1%), 165 (2.8%), 163 (2.3%), 167 (1.3%) |
|
Елементална анализа |
Цр, 31,79; Цу, 38,86; О, 29.35 |
То је двоструки метални оксид, а карактеристике његове молекуларне структуре су од великог значаја за његове каталитичке перформансе и примену.
Оксобакар припада двоструком металном оксиду, његова молекуларна структура је сложена и има много структура. Најчешћи је ЦуЦр2O4кристалне структуре, његови параметри решетке су а=8.105А, ц=8.924А, припада кубичном кристалном систему, а просторна група је Фд-3м. ЦуЦр2O4кристална структура је састављена од Цу2+ и Цр3+ јони наизменично распоређени, сваки Цу2+јонске координате са шест Цр3+јона, а сваки Цр3+јонске координате са четири Цу2+јона и два О2-јони.
У кристалној структури ЦуЦр2О4, просечна дужина везе Цу2+јона је 0,2077 нм, просечна дужина везе Цр3+јона је 0,2130нм, а просечна дужина везе О2-јони је 0,1379 нм. Због разлике у јонском радијусу у ЦуЦр2O4кристалне структуре, постоји више координационих геометријских изомера, као што су тригонална фаза, тетрагонална фаза, октаедарска фаза и додекаедарска фаза. Ови различити координациони геометријски изомери могу утицати на својства и примену производа.
Његова молекуларна структура је уско повезана са његовим физичким својствима. То је црни прах високе термичке стабилности и хемијске отпорности. Због своје посебне кристалне структуре, има добру електричну проводљивост и магнетизам, и широко се користи у неким електронским компонентама и магнетним материјалима. Поред тога, има одређену топлотну осетљивост, а његов коефицијент топлотног ширења може се подесити променом његове кристалне структуре.
Има одређена својства адсорпције због своје сложене молекуларне структуре. Истраживања су показала да има добру каталитичку активност и селективност и да се може широко користити као важан катализатор у различитим хемијским реакцијама. Често се користи у реакцијама органске синтезе, као што су оксидација, хидроксилација, хидрогенација и друге реакције. Његов каталитички ефекат се углавном остварује преко активних центара формираних од Цу2+и Цр3+ јона на површинским слободним местима кисеоника. Поред тога, има и одређена својства адсорпције, која могу адсорбовати неке мале молекуларне супстанце, као што су гас и вода.
У закључку, као двоструки метални оксид,бакар хромитМолекуларна структура је од великог значаја за његове каталитичке перформансе и примену. Кристална структура цпроизвода је сложена, постоји више координационих геометријских изомера, његова физичка својства су добра, има високу термичку стабилност и хемијску отпорност, а његова каталитичка активност и селективност у хемијским реакцијама углавном су преко површинских активних центара формираних од Цу.2+и Цр3+реализују се јони на слободним местима кисеоника.
Popularne oznake: бакар хромит цас 12053-18-8, добављачи, произвођачи, фабрика, велепродаја, куповина, цена, расути, на продају