Наночастинки аморфного діоксиду кремнію Стаття в журналі «Молодий ученый»

діоксиду

Бібліографічний опис:

З'ясування збройного silica nanoparticles з ризи husk by cavitation treatmentwas investigated. Розмір, shape і специфічний ареал краєвидів були вивчені з TEM analysis.

Keywords: Rice husks, pyrolysis, cavitation, nanoparticles, silicondioxide.

В останні роки підвищився інтерес до отримання наноструктурних кремнійсодержащих матеріалів у зв'язку з перспективами їхнього широкого практичного використання [1]. Відновлюваним сировинним джерелом для отримання нанопорошку кремнію є відходи виробництва рису - рисове лушпиння (РШ), що складається з целюлози, лігніну та діоксиду кремнію.

РШ містить 90-98% діоксиду кремнію, але майже не містить важких металів, що дуже важливо при створенні медичних препаратів.

У Киргизькій Республіці щороку накопичується 60–70 тис. т. відходів виробництва рису як РШ і соломи. Досі в республіці не налагоджено переробку цих відходів. Відходи рисового виробництва Ошської та Баткенської областей містять близько 40% діоксиду кремнію [2].

Аморфний діоксид кремнію застосовується у фармацевтиці, парфумерії, побутовій хімії для синтезу інших сполук кремнію [3]. Аморфний діоксид кремнію з лушпиння рису служить вихідним матеріалом для отримання кремнію високої чистоти, що застосовується в сонячних елементах у вигляді тонких плівок нанокристалічного кремнію. Використання нанокристалічного кремнію у сонячній енергетиці дозволить економію масивного кремнію на кілька порядків. Крім того, наноструктурний кремній - джерело активного кисню, що дозволяє застосовувати нанокремний для створення мазей, гелів, перев'язувальних матеріалів для лікування шкірних захворювань, великихопіків. Зі сказаного вище отримання нанокремнію з дешевих відходів виробництва рису — актуальний напрямок.

Методи отримання наноматеріалів з використанням механічного на тверде тіло нині розробляються дуже активно. До таких способів наноструктурування відносяться кавітаційно-гідродинамічна, вібраційна, ударно-хвильова, ультразвукова та детонаційна обробка речовини.

Нами пропонується кавітаційна технологія наноструктурування РШ, яка є комбінацією механохімічного синтезу, ударно-хвильового впливу, високотемпературного синтезу з миттєвим загартуванням цільових продуктів. Перевагами запропонованого способу можна вважати простоту реалізації, енергоефективність, екобезпеку та ін.

Рисове лушпиння піддавали кавітаційній обробці при тиску 2500 атм. протягом 1 години в дистильованій воді в роторному кавітаційному диспергаторі (3000 об/хв.). Оброблену таким чином РШ фільтрували, просушували при кімнатній температурі.

Висушені продукти кавітації піддавалися піролізу без доступу кисню при 350-450 0 С протягом 40-90 хв, при цьому гази і рідкі смолоутворюючі речовини випаровувалися. На даній стадії переробки РШ отримано високодисперсний кремневуглець, який може бути використаний як сорбент важких металів і нафтопродуктів при очищенні води. При подальшому випаленні одержаного кремневуглецю при 600-650 0 С протягом 30-40 хв утворюється аморфний високодисперсний кремнезем (табл.1).

Результати досліджень з одержання аморфного діоксиду кремнію

Температура

піролізу,0С