ИКТ на уроках химии
<<  Мембранное материаловедение Мембранное материаловедение  >>
Мембранное материаловедение проф
Мембранное материаловедение проф
7 Зондовые методы исследования свободного объема в мембранных
7 Зондовые методы исследования свободного объема в мембранных
Классификация зондовых методов
Классификация зондовых методов
Принцип измерений времен жизни позитронов
Принцип измерений времен жизни позитронов
Экспериментальный спектр времен жизни позитронов
Экспериментальный спектр времен жизни позитронов
Интерпретация спектров времен жизни позитронов *
Интерпретация спектров времен жизни позитронов *
Методология
Методология
Принцип обращенной газовой хроматографии
Принцип обращенной газовой хроматографии
129Xe-ЯМР: методология
129Xe-ЯМР: методология
Размеры элементов свободного объема (АП)
Размеры элементов свободного объема (АП)
Микрогетерогенность полимеров
Микрогетерогенность полимеров
Коэффициенты диффузии газов с различными размерами молекул
Коэффициенты диффузии газов с различными размерами молекул
Селективность диффузии
Селективность диффузии
Размеры Vf (
Размеры Vf (
Распределение по размерам Vf АП и ОГХ
Распределение по размерам Vf АП и ОГХ
Новые данные: полинорборнен с 2 SiMe3 группами (ОГХ)
Новые данные: полинорборнен с 2 SiMe3 группами (ОГХ)
Корреляция (Vc)min и P (Баррер)
Корреляция (Vc)min и P (Баррер)
Выбор молекулярного объема (А3) в ОГХ
Выбор молекулярного объема (А3) в ОГХ
Связь коэффициентов диффузии и свободного объема (АП)
Связь коэффициентов диффузии и свободного объема (АП)
D как функция размера vf (faupel et al
D как функция размера vf (faupel et al
Отклонения от модели свободного объема – роль процессов в стенках
Отклонения от модели свободного объема – роль процессов в стенках
Концентрация “дырок” N ·1020 см-3 в полимерах
Концентрация “дырок” N ·1020 см-3 в полимерах
Что могут и чего не могут зондовые методы
Что могут и чего не могут зондовые методы
Компьютерная модель PTMSS
Компьютерная модель PTMSS
Компьютерная модель PTMSP
Компьютерная модель PTMSP
Компьютерная модель AF2400
Компьютерная модель AF2400
P и D н-алканов в PTMSP и тефлонах AF
P и D н-алканов в PTMSP и тефлонах AF
Мобильный свободный объем в каучуках
Мобильный свободный объем в каучуках
Два подхода интерпретации свободного объема
Два подхода интерпретации свободного объема
Распределение по размерам свободного объема (Rmax)
Распределение по размерам свободного объема (Rmax)
Распределение по размерам свободного объема (Vconnect)
Распределение по размерам свободного объема (Vconnect)
Микрогетерогенность полимеров
Микрогетерогенность полимеров
FFV(Бонди) и FFV(АП)
FFV(Бонди) и FFV(АП)
FFV в зависимости от размера «зонда»
FFV в зависимости от размера «зонда»
Распредление по размерам (V_connect) для зонда o-Ps
Распредление по размерам (V_connect) для зонда o-Ps
Распредление по размерам (V_connect) для зонда O2
Распредление по размерам (V_connect) для зонда O2
Выводы
Выводы

Презентация на тему: «Мембранное материаловедение». Автор: alentiev. Файл: «Мембранное материаловедение.ppt». Размер zip-архива: 3460 КБ.

Мембранное материаловедение

содержание презентации «Мембранное материаловедение.ppt»
СлайдТекст
1 Мембранное материаловедение проф

Мембранное материаловедение проф

д.х.н. Ямпольский Ю.П. д.х.н. Алентьев А.Ю. ИНХС РАН

2 7 Зондовые методы исследования свободного объема в мембранных

7 Зондовые методы исследования свободного объема в мембранных

материалах

3 Классификация зондовых методов

Классификация зондовых методов

1. Переменный размер зонда: Обращенная газовая хроматография Метод спинового зонда Фотохромные зонды Конформационные зонды (ИК) Электрохромные зонды 2. Стандартный размер зонда Аннигиляция позитронов (d=1,06 ?) 129Xe-ЯМР (d=4,4 ?)

4 Принцип измерений времен жизни позитронов

Принцип измерений времен жизни позитронов

5 Экспериментальный спектр времен жизни позитронов

Экспериментальный спектр времен жизни позитронов

6 Интерпретация спектров времен жизни позитронов *

Интерпретация спектров времен жизни позитронов *

Компонент

Частица

Размер vf, ?

?1=0.1-0.3 ns

p-Ps**

-

?2=0.4±0.1 ns

e+

-

?3=1-3 ns

o-Ps***

3-4

?4=4-30 ns

o-Ps

6-40

*Размер o-Ps и p-Ps 1.06 ? **Время жизни p-Ps в вакууме 0.125 ns ***Время жизни o-Ps в вакууме 140 ns

7 Методология

Методология

Уравнение Tao-Eldrup для сферы ?i = 1/2[1 - (Ri/Ro) + (1/2?)sin(2?Ri/Ro)]-1 Уравнение Goworek для цилиндра ?i = [8.6(?R/Ri)3(1-3?R/4Ri)]-1 ?i = ?3 или ?4, Ri=R3 или R4, Ro=Ri+?R, ?R=1.66? Для сферических элементов свободного объема: vf3=4/3(?R33); vf4=4/3(?R43); FFV3=N3vf3; FFV4=N4vf4

8 Принцип обращенной газовой хроматографии

Принцип обращенной газовой хроматографии

??

?HS

S

Vg

tr

?Hm, ?Sm

Зонд

Коэффициент растворимости

Теплота сорбции

Коэффициент активности

Энтальпия и энтропия смешения

Не сорбируемый компонент

9 129Xe-ЯМР: методология

129Xe-ЯМР: методология

? = ?o + ?s + ?Xe/Xe? При p ?0 ?s = ? - ?o ?s = 499/(2.05 + ?) Сфера: ? = (Dsp/2) – 2.2 Цилиндр: ? = Dc – 4.4

10 Размеры элементов свободного объема (АП)

Размеры элементов свободного объема (АП)

Полимер

P(O2), Баррер

R3,?

vf3,?3

R4,?

vf4,?3

Copolyester Vectra

0.0005

2.1

39

-

-

PMMA

0.09

2.6

74

-

-

PC

1.6

2.94

106

-

-

6FDA-ODA

2.4

3.2

136

-

-

PVTMS

44

3.21

138

4.35

345

PPrSiDPA

230

3.83

235

6.38

1088

AF2400

1140

2.68

81

5.95

882

PTMSP

7700

3.41

166

6.81

1323

11 Микрогетерогенность полимеров

Микрогетерогенность полимеров

Мономодальный

Бимодальный

12 Коэффициенты диффузии газов с различными размерами молекул

Коэффициенты диффузии газов с различными размерами молекул

13 Селективность диффузии

Селективность диффузии

Селективность диффузии коррелирует с объемом «дырки»

14 Размеры Vf (

Размеры Vf (

): сравнение различных методов

Полимер

Полимер

129Xe-NMR

129Xe-NMR

Ап

Ап

Огх

Огх

Rsp

Rc

Rsp

Rc

AF2400

8.0

5.1

5.9

6.3

6.4

AF1600

6.7

4.4

4.9

5.4

5.8

PTFE

5.7

3.9

4.2

4.9

PPO

2.9

2.6

3.4

4.2

3.4

PC

2.5

2.3

2.9

3.8

PS

2.5

2.4

2.9

3.8

15 Распределение по размерам Vf АП и ОГХ

Распределение по размерам Vf АП и ОГХ

16 Новые данные: полинорборнен с 2 SiMe3 группами (ОГХ)

Новые данные: полинорборнен с 2 SiMe3 группами (ОГХ)

17 Корреляция (Vc)min и P (Баррер)

Корреляция (Vc)min и P (Баррер)

Полимер

(Vc)min, см3/моль

Н2

Сн4

PVTMS

300

220

13

AF1600, PDSNB

430-490

400-500

40-50

AF2400

670

2400

440

18 Выбор молекулярного объема (А3) в ОГХ

Выбор молекулярного объема (А3) в ОГХ

Полимер

Vw

Vb

Vc

PVTMS

113

235

611

PDSNB

147

316

807

AF2400

198

435

1100

19 Связь коэффициентов диффузии и свободного объема (АП)

Связь коэффициентов диффузии и свободного объема (АП)

Vf=Nhole·Vhole

20 D как функция размера vf (faupel et al

D как функция размера vf (faupel et al

, 2002)

Gas

B, A3

He

390

H2

490

O2

710

N2

780

CO2

780

CH4

840

log D = log Do –B/2.3Vh

21 Отклонения от модели свободного объема – роль процессов в стенках

Отклонения от модели свободного объема – роль процессов в стенках

(Faupel et al., 2002)

? = a + b ecoh

22 Концентрация “дырок” N ·1020 см-3 в полимерах

Концентрация “дырок” N ·1020 см-3 в полимерах

Полимер

N

Метод

Авторы

PE PTFE Polydiene rubbers PC

6-8 4 2-6 6-11

Анализ ?g, ?r и ?3(T) при T>Tg и T<Tg.

Dlubek Jamieson Kristiak et al

PC TMPC HFPC

3-4

Анализ сорбции газов, набухания и данных АП

Koros, Jordan Jean, Koros

PVTMS, AFs, PTMSP, etc.

6-15

Кинетика захвата и аннигиляции o-Ps и e+

Шантарович

23 Что могут и чего не могут зондовые методы

Что могут и чего не могут зондовые методы

Они дают средний размер и распределение по размерам «дырок» Они ничего не сообщают о пространственной организации свободного объема

24 Компьютерная модель PTMSS

Компьютерная модель PTMSS

PTMSS-3 3.0 ? slices along the z-axis

4.50 nm

D.Hofmann (GKSS)

25 Компьютерная модель PTMSP

Компьютерная модель PTMSP

PTMSP-1 3.11 ? slices along the z-axis

4.99 nm

D.Hofmann (GKSS)

26 Компьютерная модель AF2400

Компьютерная модель AF2400

AF2400-2 2.99 ? slices along the x-axis

4.983 nm

D.Hofmann (GKSS)

n=0.87

27 P и D н-алканов в PTMSP и тефлонах AF

P и D н-алканов в PTMSP и тефлонах AF

Коэффициент проницаемости P, Баррер

Коэффициент диффузии D?107, см2? с-1

Gas

AF2400

AF1600

PTMSP

CH4

-

2.6

240

C2H6

3.6

0.4

110

C3H8

0.42

-

98

C4H10

0.24

-

-

Gas

AF2400

AF1600

PTMSP

CH4

435

41

15000

C2H6

252

16

31000

C3H8

97

2

38000

28 Мобильный свободный объем в каучуках

Мобильный свободный объем в каучуках

Economou (2003)

29 Два подхода интерпретации свободного объема

Два подхода интерпретации свободного объема

D.Hofmann (GKSS)

30 Распределение по размерам свободного объема (Rmax)

Распределение по размерам свободного объема (Rmax)

R3

R4

31 Распределение по размерам свободного объема (Vconnect)

Распределение по размерам свободного объема (Vconnect)

R3

R4

32 Микрогетерогенность полимеров

Микрогетерогенность полимеров

Мономодальный

Бимодальный

33 FFV(Бонди) и FFV(АП)

FFV(Бонди) и FFV(АП)

Метод Бонди: Vf=Vsp-1,3·Vw в большинстве полимеров Vf в пределах 15-20% Аннигиляция позитронов: Vf=Nhole·Vhole Vf в пределах 1-10%

34 FFV в зависимости от размера «зонда»

FFV в зависимости от размера «зонда»

Hofmann (2003)

35 Распредление по размерам (V_connect) для зонда o-Ps

Распредление по размерам (V_connect) для зонда o-Ps

Vf для R=1.1A в разных полимерах

36 Распредление по размерам (V_connect) для зонда O2

Распредление по размерам (V_connect) для зонда O2

Vf для R=1.7A в разных полимерах

37 Выводы

Выводы

Сегодня мы можем количественно связать проницаемость и селективность с параметрами модели свободного объема. Зондовые методы дают детальную информацию о размерах «дырок» и их распределении по размерам. Однако они ничего говорят об архитектуре свободного объема. Здесь однако на помощь приходят методы компьютерного моделирования. Они в целом подтверждают данные зондовых методов и дают информацию о топологии свободного объема.

«Мембранное материаловедение»
http://900igr.net/prezentacija/khimija/membrannoe-materialovedenie-246254.html
cсылка на страницу
Урок

Химия

65 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по химии > ИКТ на уроках химии > Мембранное материаловедение