Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

1 Σκληρή Ύλη. 2 Συμπυκνωμένη Ύλη Μοριακοί Ηθμοί / Πορώδη Υλικά Φυλλόμορφα Υλικά Σύνθετα Υλικά Μαγνητικά Υλικά Διηλεκτρικά Υλικά Σιδηροηλεκτρικά Υλικά.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "1 Σκληρή Ύλη. 2 Συμπυκνωμένη Ύλη Μοριακοί Ηθμοί / Πορώδη Υλικά Φυλλόμορφα Υλικά Σύνθετα Υλικά Μαγνητικά Υλικά Διηλεκτρικά Υλικά Σιδηροηλεκτρικά Υλικά."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 1 Σκληρή Ύλη

2 2 Συμπυκνωμένη Ύλη Μοριακοί Ηθμοί / Πορώδη Υλικά Φυλλόμορφα Υλικά Σύνθετα Υλικά Μαγνητικά Υλικά Διηλεκτρικά Υλικά Σιδηροηλεκτρικά Υλικά Υπεραγωγοί

3 3 Πορώδη Υλικά Αποτελούνται από πόρους (κανάλια, κοιλότητες)

4 4 Χαρακτηριστικά: Μέγεθος Πόρου: διάμετρος πόρου Πορώδες: συνολικός όγκος πόρων/όγκος υλικού Συνολική επιφάνεια Πορώδη Υλικά

5 5 Μικροπορώδη < 2 nm Μεσοπορώδη2-50 nm Μακροπορώδη> 50 nm Μικροπορώδη: Ζεόλιθοι MOFs (Metal Organic Frameworks)

6 6 Μοριακοί Ηθμοί / Ζεόλιθοι Περιοδική Δομή

7 7 Ζεόλιθοι/Μοριακοί Ηθμοί Ζεόλιθοι ανακαλύφτηκαν 1756 από το Σουηδό ορυκτολόγο Baron Axel Cronstedt. Είναι κρυσταλλικά μικροπορώδη υλικά Με καλά καθορισμένους πόρους & κοιλότητες Το όνομα τους προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις Ζέω και Λίθος. 56 φυσικοί και μέχρι τώρα έχουν συντεθεί περισσότεροι από 150. Φυσικοί Ζεόλιθοι

8 8 Ζεόλιθοι ανήκουν στην κατηγορία των κρυσταλλικών τρισδιάστατων δομών και αποτελούνται από [SiO 4 ] 4- και [AlO 4 ] 5-. Γενικός Μοριακός τύπος: M x/n [(AlO 2 ) x (SiO 2 ) y ]. mH 2 O, M αντισταθμιστικά κατιόντα και n το φορτίο τους. Στις κοιλότητες τους περιέχονται ‘ανταλλάξιμα’ κατιόντα (M: Να +, Κ +, Li +, NH 4 +, Ca 2+, Ba 2+ κ.τ.λ.) Μέταλλα όπως Βe, Mg, Β, Ga και P, μπορούν να αντικαταστήσουν το Si και το Al στο σκελετό. Ο κενός χώρος (πολλές φορές > 50 % συνολικού όγκου) καταλαμβάνεται από οργανικά μόρια (Η 2 Ο φυσικούς ζεόλιθους). Ζεόλιθοι

9 9 Δομή Ζεόλιθων TO 4 T : Si 4+, Al 3+ Γέφυρα Οξυγόνου Si 4+, Al 3+ 6-τετράεδρα ενωμένα μεταξύ τους ~ Εξαμελή δακτύλιος Οξυγόνο

10 10 Δομή Ζεολίθων

11 11 Πρωτοταγής Δομή ΤΟ 4 Δευτεροταγής Δομή Δομή Ζεολίθων

12 12 Δομική Μονάδα β-cage ή Sodalite cage Αποτελείται από 6-μελής και 4-μελής δακτυλίους Δομή Ζεόλιθων

13 13 Sodalite (SOD) 8 β-cage ενωνονται μεσω των 4-μελών δακτυλίων Zeolite- A (LTA) β-cage ενώνονται μέσω 4-μελών δακτυλίων με γεφυρα Οξυγόνου Zeolite - X,Y (FAU) β-cage ενώνονται μέσω 6-μελών δακτυλίων Sodalite cage 4-μελής δακτύλιος Πόρος 2,6 Å Κοιλότητα 6 Å 8-μελής δακτύλιος Πόρος 4,1 Å Κοιλότητα 11,4 Å 12-μελής δακτύλιος Πόρος 7,4 Å Κοιλότητα 11,4 Å

14 14 Αντισταθμιστικά Ιόντα

15 15 Αναλογία Si/Al Zeolite-A Si/Al: 1 ZKA-4(LTA) Si/Al: 2.5 ZSM-5 Si/Al: 20 Η αναλογία Si/Al  Αντισταθμιστικά Κατιόντα Μεγάλη Περιεκτικότητα σε Si  λιγότερα αντισταθμιστικά Κατιόντα  Αυξάνεται η Υδροφοβικότητα των Ζεόλιθων  Αυξάνεται η Συγγένεια τους για Υδρογονάνθρακες Χαμηλή Περιεκτικότητα σε Si  αυξάνει η Υδροφιλικότητα

16 16 Ανταλλάξιμα Κατιόντα Δεν αποτελούν αναπόστατο κομμάτι του ζεόλιθου Η θέση των κατιόντων επηρεάζει σημαντικά τις ιδιότητες του ζεόλιθου. Το μέγεθος και το φορτίο των κατιόντων επιρρεάζει το μέγεθος των πόρων. Τα κατιόντα μπορούν να καταλάμβανουν περισσότερες από μία θέσεις στο Ζεόλιθο. Το Να + και Κ + βρίσκονται κυρίως στο κέντρο των 6-μελή δακτυλίων και στους 8-μελής δακτυλίους Δισθενής κατιόντα τείνουν να καταλαμβάνουν θέσεις στους 6-μελής δακτυλίους, αφήνοντας τα κανάλια ελεύθερα (4-μελής δακτυλίους). Κατιόντα

17 17 Εφαρμογές Ιονταλλαγή Προσρόφηση / Μοριακοί Ηθμοί Κατάλυση

18 18 Εφαρμογές Μέσα Ιοντικής Ανταλλαγής oΤα κατιόντα που αντισταθμίζουν το αρνητικό φορτίο είναι ευκίνητα oΣτους ζεόλιθουςτα αντισταθμιστικά ‘κατιόντα ανταλλαχθούν’ μερικώς ή ολικός.

19 19  Αποσκληρυντικό Νερού Να + Ca 2+, Μg 2+  Μίγμα Ζεόλιθων με Αg κα Ba χρησιμοποιείται για την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού.  Απομάκρυνση τοξικών μετάλλων από οικιακά & βιομηχανικά απόβλητα  Zeolite (HEU) χρησιμοποιείται στην απομάκρυνση του 137 Cs, και του 90 Sr από πυρηνικά απόβλητα.  Καλλιέργειες Εφαρμογές

20 20 Προσροφητικά Μέσα Οι ζεόλιθοι έχουν την ικανότητα να απορροφούν στις κοιλότητες τους οργανικά μόρια Αφυδατικά Μέσα (Προσροφούν μόρια Η 2 Ο) Ξήρανση διαλυτών και αερίων Αποθήκες Η 2, Ο 2, CO 2 κ.τ.λ. Απορρόφηση τοξικών ουσιών (π.χ SO 2 )

21 21 Μοριακοί Ηθμοί  Πετροχημεία: Διαχωρισμός υδρογονανθράκων Διαχωρισμός διακλαδισμένων υδρογονανθράκων  Κ αθαρισμός βιομηχανικών αερίων  Διαχωρισμός αερίων π.χ Ο 2 από Ν 2  Απομάκρυνση Οργανικών Μορίων: Υδρόφοβοι Ζεόλιθοι  Απομάκρυνση τοξικών ουσιών και μετάλλων από το αίμα.  Απομάκρυνση καφεΐνης από το καφέ, αιθανόλης από τα ποτά Διαχωρισμός ανάλογα με το μέγεθος Μεγάλα μόρια δεν μπορούν να εισέρθουν από τους πόρους, ενώ αντίθετα τα μικρά μόρια μπορούν

22 22 Καταλύτες Πλεονεκτήματα σε σχέση με τους άμορφους καταλύτες: Μεγάλη Επιφάνεια  Πολλές περιοχές καταλυτικής δράσης Σταθερή καταλυτική δραστικότητα (Κρυσταλλικά Υλικά) Στέρεο-εκλεκτικότητα

23 23 Στερεοεκλεκτική Κατάλυση

24 24 Metal Organics Frameworks (MOFs) Ανόργανο Οξείδια Μετάλλων Οργανικό

25 25 Metal Organic frameworks (MOF S )

26 26 Η επίδραση του Οργανικού Μορίου στο Μέγεθος των Πόρων

27 27 Αποθήκες Υδρογόνου MOFs

28 28 Αποθήκες Αερίων

29 29 Μεσοπορώδη Υλικά (ΜCM) Πλεονεκτήματα Μεγαλύτερη επιφάνεια Μεγαλύτερους πόρους Διάχυση μορίων πιο γρήγορη

30 30 Μεσοπορώδη Υλικά (ΜCM) Σύνθεση Μεσοπορώδους υλικού

31 31 Φυλλόμορφοι Πηλοί Smectite: κατηγορία φυσικών ορυκτών που αποτελούνται από Al και Si

32 32 Φυλλόμορφοι Πηλοί Smectite: παρράληλες δομές από Τετράεδρά [SiO 4 ] και οκτάεδρα [Al(O, OH) 6 ]. Τα τετράεδρα [SiO 4 ] ενώνονται μεταξύ τους μοιράζοντας τρία οξυγόνα. Τα οκτάεδρα του [Al(O, OH)6] βρίσκονται άνάμεσα δύο παράλληλες δομες [SiO 4 ] [SiO 4 ] [Al(O, OH) 6 ]

33 33 Αντικατάσταση του Si ή του Al με άλλα μέταλλα δημιουργεί περίσσεια αρνητικού φορτίου Montmorillonite: Al 3+  Mg 2+ Beidellite: Si 4+  Al 3+ Αντισταθμιστικά ιόντα: Na + ή Ca 2+ Μόρια νερού ή άλλα πολικά μόρια μπορούν να εισέρθουν στο εσωτερικό των επιφανειών Δομή Φυλλόμορφου Πυλού

34 34 Εφαρμογές Μπορούν να απορροφήσουν μόρια νερού, ή διάφορα πολικά οργανικά μόρια π.χ. Calcium Montmorillonite (960 pm- 1900pm) Μέσα Ανταλλαγής κατιόντων Κατάλυση

35 35 Σύνθετα Υλικά Αποτελούνται από δύο διαφορετικά υλικά Παρουσιάζουν συνδυασμό ιδιοτήτων των δύο συστατικών Φυσικά Σύνθετα Υλικά Ξύλο (Κυτταρίνη/Λιγνίτης) Οστά (Κολλαγόνο/ Ορυκτό)

36 36 Σύνθετα Φυλλόμορφα Υλικά Πολυανιλίνη με φυλλόμορφο ανόργανο υλικό [PANI] + MoO 3 -x Ανάμειξη ανόργανου υλικού με πολυμερές


Κατέβασμα ppt "1 Σκληρή Ύλη. 2 Συμπυκνωμένη Ύλη Μοριακοί Ηθμοί / Πορώδη Υλικά Φυλλόμορφα Υλικά Σύνθετα Υλικά Μαγνητικά Υλικά Διηλεκτρικά Υλικά Σιδηροηλεκτρικά Υλικά."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google