58

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Курсовая работа

по химии

на тему: Получение композиции вида ZrO₂-Y₂O₃-CuO с антибактериальными свойствами

Студента __4__ курса __103503__ группы

Направление подготовки: «Химия»

специальности 6.040101

_ _

(подпись)

Руководитель: и.о. заведующего кафедры

неорганической химии, д.х.н., доцент

_ _

(подпись)

Национальная шкала: ________

Количество балов: __________

Оцінка: ECTS _____

г. Донецк – 2013 год

Содержание
Содержание	2
1. Введение	3-4
2. Литературный обзор	5-28
2.1 Металлокерамика	5-17
2.2 Композиции и керамика на основе диоксида циркония	17-23
2.3 Композиции и керамика диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия и содержащим CuO	23-28
3. Экспериментальная часть	29-51
3.1 Получение реагентов для синтеза	29-32
3.1.1 Получение СuO	29
3.1.2 Приготовление раствора ZrO(Cl)2	29
3.1.3 Приготовление раствора ZrO(NO3)2	29-30
3.1.4 Анализ растворов ZrO(NO3)2 и ZrO(Cl)2	30
3.1.5 Получение композиции ZrО(OH)2 – Y(OH)3 – Cu(OH)2	30-32
3.2 Охрана труда.	32-35
3.3 Результаты экспериментов.	35-51
3.3.1 Получение параметров кинетики первого периода СВЧ сушки порошка системы ZrО(OH)2 – Y(OH)3 – Cu(OH)2	35-39
3.3.2 Зависимость потери массы образца от температуры.	39-40
3.3.3 Исследование образцов ИК-спектроскопией	40-44
3.3.4 Исследования ЭПР	44-49
3.3.5 Рентгенофазовый анализ	49-51
4. Выводы	52
Литература	53-55

1. Введение

Курсовая работа была сделана в отделе материаловедения Донецкого физико-технического института.

Актуальность и научная новизна исследования. Область применения циркониевых композиций и керамики широка, из них следует выделить: в качестве деталей кондиционеров, имплантатов-заменителей человеческих костей, аппараты для производства фармацевтических препаратов, дверных ручек, поручней в общественном транспорте, в качестве внутреннего покрытия холодильников, каталитические системы для получения нанотрубок. Все это возможно благодаря уникальному сочетанию в композиции оксида циркония, который обеспечивает биологическую совместимость с живыми организмами (в первую очередь человека), оксида иттрия, который выступает в роли стабилизатора композиции и оксида меди (+2), который обеспечивает антибактериальные свойства. Производство выше перечисленных вещей целесообразно так как, дверные ручки и поручни из этого материала будут уничтожать бактерии и вирусы, которые будут попадать на их поверхность с рук людей, что значительно снизит риск передачи инфекционных заболеваний в период между санитарными обработками их поверхности. Использование композиции в качестве внутреннего покрытия холодильников позволяет повысить сроки годности продуктов, вследствии уничтожения бактерий приводящих к порче продуктов. Такой же принцип используется и кондиционерах, где вследствие неправильной эксплуатации и фильтры которых не очищались, благодаря благоприятным условиям размножения заводятся бактерии Legionella, которые могут привести к смертельным последствиям. Детали из этой композиции позволят уничтожать их внутри кондиционеров. Поэтому изучение условий синтеза циркониевых композиций и керамики актуально в настоящее время.

Цель и задачи исследования. Целью моей курсовой работы есть получение композиции ZrO₂-Y₂O₃-CuO, проявляющей антибактериальные свойства и имеющею наноразмерность и дальнейшее ее исследование.

Для достижения цели было:

- синтезирована система ZrО(OH)₂–Y(OH)₃–Cu(OH)₂, которая в дальнейшем используется для получения композиции ZrO₂-Y₂O₃-CuO методом прокаливания.

- проведено прокаливание система ZrО(OH)₂–Y(OH)₃–Cu(OH)₂ при разных температурах с дальнейшим исследованием методами ИК-спектроскопии, ЭПР-спектроскопии и рентгенофазного анализов.

Объект исследования – система ZrО(OH)₂–Y(OH)₃–Cu(OH)₂, полученная из ZrO(Cl)₂ или ZrO(NO₃)₂, и образующаяся во время прокаливания композиция ZrO₂-Y₂O₃-CuO. Мольный состав системы и композиции: ZrO₂ – 96 % мол., Y₂O₃ – 3% мол., CuO – 1% мол.

Предмет исследования – влияния условий получения, вида исходного сырья и промывки полученной в ходе синтеза системы ZrО(OH)₂–Y(OH)₃–Cu(OH)₂ на свойства, состав и структуру композиции ZrO₂-Y₂O₃-CuO.

Предполагается, что изучение этих условий позволит определить оптимальные параметры синтеза, позволяющие получать более чистые продукты и с более идеальной структурой.

Положения, которые выносятся на защиту.

- ИК-спектроскопический анализ системы ZrО(OH)₂–Y(OH)₃–Cu(OH)₂ и образовавшейся в результате прокаливаний продуктов, в том числе при температуре 1000^оС композиции ZrO₂-Y₂O₃-CuO.

- ЭПР-спектроскопический анализ веществ прокаленных при разных температурах.

- Рентгенофазный анализ веществ прокаленных при разных температурах.

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части и выводов, перечня ссылок (25 литературных источников). Работа изложена 55 страницах, содержит 28 рисунков и 4 таблицы.