Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ / Химия высоких энергий

Фотолиз нитрата бария

Диссертация

Автор: Нелюбина, Наталья Васильевна

Заглавие: Фотолиз нитрата бария

Справка об оригинале: Нелюбина, Наталья Васильевна. Фотолиз нитрата бария : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.09 Кемерово, 2006 115 c. : 61 06-2/441

Физическое описание: 115 стр.

Выходные данные: Кемерово, 2006






Содержание:

Введение
Глава 1 Литературный обзор ф 11 Оптические свойства нитратов кристаллических нитратов
111 Оптические свойства нитратов щелочных металлов
112 Оптические свойства нитрата бария
113 Колебательные спектры нитрата бария
12 Кристаллическая структура и физические свойства Ba(N03)
13 Фотолиз кристаллических нитратов
14 Определение нитрита и пероксонитрита при совместном присутствии
Глава 2 Методика экспериментов ф 21 Характеристика и приготовление образцов
211 Получение кристаллов нитрата бария
212 Получение кристаллов нитрата бария, сокристаллизованных с нитрит-ионами 33 22 Методика химического анализа:
221 Определение нитрит-ионов
222 Определение пероксонитрит-ионов
2221 Метод потенциометрического титрования с перманганатом калия
2222 Иодометрическое определение пероксонитрита 37 ф 23 Облучение образцов ультрафиолетовым светом и актинометрия
24 Облучение образцов у-квантами и дозиметрия
25 Измерение спектров оптического поглощения
26 Измерение оптических спектров диффузного отражения
27 Измерение ИК-спектров
Глава 3 Фотохимические превращения в кристаллическом нитрате бария
31 Оптические спектры необлученного нитрата бария
32 ИК-спектры необлученного нитрата бария
33 Оптические спектры фотолизованного нитрата бария
34 ИК-спектры фотолизованного нитрата бария
35 Кинетика накопления продуктов фотолиза
351 Накопление пероксонитрит-ионов
352 Накопление нитрит-ионов
36 Устойчивость продуктов фотолиза в нитрате бария при вторичных воздействиях
361 Термический отжиг продуктов фотолиза в нитрате бария
362 Фотохимический отжиг продуктов фотолиза в нитрате бария
363 Радиационно-химический отжиг продуктов фотолиза в нитрате бария
Глава 4 Обсуждение результатов
41 Механизм фотолиза кристаллического нитрата бария
42 Кинетика накопления ионов пероксонитрита и нитрита
43 Конформация фотоиндуцированных ионов пероксонитрита
44 Сравнение фотолиза и вторичных процессов в кристаллических нитратах щелочных металлов и нитрата бария 98 Выводы 101 Список литературы

Введение:
Актуальность
Соли неорганических нитратов применяются в разных областях науки и техники, в частности как компоненты твердого топлива и пиротехнических ф составов. Так, например, нитрат бария является компонентом сигнальных, термитных и др. композиционных составов [1, 2]. Кроме того, ряд нитратов используется в качестве элементов оптоэлектронной техники. Особенности штатных режимов предполагают работу этих материалов в жестких условиях (ионизирующая радиация, свет высокой интенсивности, широкий диапазон температур и др.), что может вызывать физико-химические превращения, изменяющие функциональные свойства материала.
Кристаллические неорганические нитраты являются удобными модельными объектами для изучения процессов разложения ионно-Ф молекулярных кристаллов под действием ионизирующего излучения.
Исследование фотолиза нитратов позволяет моделировать процессы химических превращений происходящих при распаде экситонов в облучаемых неорганических соединениях.
Существующие на данный момент варианты механизма фотолиза имеют недостатки и противоречия. Важно отметить, что все они построены на существенно ограниченном экспериментальном материале. Подавляющее большинство данных получено всего лишь на одном объекте - кристаллах нитрата калия. Эти результаты, в основном, связаны с изучением растворов фотолизованных образцов, по методикам которые, как недавно показано, не ф всегда неадекватны. Измерение кинетики накопления продуктов фотолиза непосредственно в твердой фазе было проведено лишь в редких случаях и касается только одного из продуктов - пероксонитрита.
Кроме сказанного выше, актуальность данной работы определяется большим интересом к новой, интенсивно развивающейся области лазерной физики - вынужденному комбинационному рассеиванию (ВКР) в твердых # телах. ВКР позволяет сдвигать частоту лазерного излучения на некоторую величину, которая определяется кристаллической структурой рамановских материалов. Среди кристаллов, которые проявляют свойства ВКР, нитраты щелочных и щелочноземельных металлов привлекают внимание как один из наиболее перспективных классов рамановских сред [3-6]. Кристаллы нитрата бария, Ва(Ж)з)2, наиболее эффективные среди них. Для ряда различных лазеров квантовая эффективность преобразования в ВКР-сдвигающих устройствах на основе кристалла Ва(МЭз)2 может достигать 80 %. Это позволяет применять кристаллы Ва(ЫОз)2 при изготовлении рамановских лазеров [7].
Вышесказанное вызывает необходимость исследования устойчивости оптических свойств кристаллического нитрата бария к действию света, а также возможностей их восстановления путем дополнительной обработки светом, ионизирующим излучением или нагреванием.
Связь темы работы с планами НИР.
Работа выполнялась по заданию Минобразования РФ в рамках тематического плана КемГУ «Исследование симметрийных факторов в механизме твердофазного разложения» (№ Государственной регистрации 01. 2.00310194), а также в рамках гранта Президента РФ для поддержки ведущих научных школ (01.2.00315462). Цели и задачи работы
Основной целью работы явилось исследование механизма фотохимических превращений кристаллического нитрата бария и изучение возможности восстановления его оптических свойств при проведении термо-, фото- и радиационно-химического отжига.
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:
• синтезировать кристаллы нитрата бария оптического качества.
• измерить ИК и УФ спектры необлученных и фотолизованных кристаллов нитрата бария;
• идентифицировать состав продуктов фотохимических превращений и исследовать кинетику их накопления в исследуемом объекте;
• изучить поведение продуктов фотолиза при действии тепла, света и ионизирующего излучения.
Научная новизна: В работе впервые показано:
1. Первичным продуктом фотолиза светом 253.7 нм в нитрате бария при комнатной температуре является пероксонитрит. Нитрит является вторичным продуктом фотохимических превращений пероксонитрита;
2. Ионы пероксонитрита при фотолизе нитрата бария получаются в цис- и транс-конформациях. Цис-пероксонитрит при действии света, нагревании и растворении в воде превращается в нитрит, транс-пероксонитрит в этих условиях изомеризуется в нитрат;
3. Действие света в полосе поглощения пероксонитрита приводит к восстановлению прозрачности кристаллов нитрата бария в УФ и видимой областях спектра.
На защиту выносятся:
1. Схема фотохимических превращений в кристаллическом нитрате бария при действии света с длиной волны 253.7 нм при 300 К, включающая образование пероксонитрита как первичного продукта фотолиза и нитрита как продукта фотохимических превращений пероксонитрита;
2. Образование при фотолизе нитрата бария смеси цис- и трансизомеров пероксонитрита, обоснованное совокупностью данных по зависимости концентрации продуктов в твердой фазе и растворах облученных образцов от времени фотолиза, а также при действии света, нагревания и при растворении в воде.
Практическая и научная значимость.
Научная значимость работы определяется новыми данными, уточняющими механизм фотолиза кристаллических нитратов, являющихся модельными объектами для изучения процессов разложения ионных и ионно-молекулярных кристаллов под действием ионизирующего излучения, особенно в части химических превращений вызываемых экситонами.
Практическая значимость связана с использованием полученных результатов для прогнозирования устойчивости технических составов с участием нитратов металлов, а также для оценки возможности восстановления оптических свойств монокристаллов нитрата бария, используемых в лазерной технике. Апробация
Основные результаты работы были доложены на следующих конференциях. Научно-практическая конференция «Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий» (Томск, 2000, 2002); II областная научная конференция "Молодые ученые Кузбассу", (Кемерово, 2001); VIII Международная конференция "Физико-химические процессы в неорганических материалах", (Кемерово, 2001); 12-я Международная конференция Радиац. Физ. Хим. Неорг. Матер. РФХ-12, (Томск, 2003); IV международная научная конференция "Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах" (Томск, 2004); VII Конференция «Аналитика Сибири и Дальнего востока», (Новосибирск, 2004); Международная школа-семинар «Физика конденсированного состояния», (Усть-Каменогорск, 2004). Публикации. Результаты представленные в диссертации опубликованы в 12 печатных работах, в том числе: статьи в рецензируемых журналах (по списку ВАК) - 1, статьи в зарубежных журналах -1, статьи в сборниках, материалах, докладах и трудах конференций - 2, тезисы 8 докладов на конференциях различного уровня.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка цитируемой литературы из 131 наименования. Содержит 115 страниц, 60 рисунков, 5 таблиц.