Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Дмитриев.doc
Скачиваний:
20
Добавлен:
23.09.2019
Размер:
3.71 Mб
Скачать

Электронная микроскопия высокого разрешения.

Непосредственное наблюдение строение частиц (агрегатов) стало возможным с появлением электронной микроскопии высокого разрешения. Результаты наблюдений дали основание сделать вывод о том, что основным элементом микроструктуры частиц (агрегатов) является индивидуальный углеродный слой (УС), а не кристаллиты, как это было принято раннее по данным рентгеноструктурного анализа. Углеродные слои группируются вокруг одного или нескольких центров (ядер), хаотически расположенных в теле частиц.

Исследование окисленных саж.

Особенности микроструктуры частиц отчетливо проявляются в изменениях свойств сажи в процессе ее последовательного окисления. Это обнаруживается с помощью электронной микроскопии, при исследовании кинетики окисления саж и их адсорбционных характеристик.

Методом электронной микроскопии было обнаружено, что окисление происходит преимущественно внутри частиц и они постепенно становятся полупрозрачным. Внешний диаметр частиц уменьшается незначительно, а истинная плотность сажи по мере углубления окисления несколько возрастает. Агрегаты в процессе окисления сохраняют свою пространственную структуру. У термической сажи, а также у сажи ПМ-15 при окислении внутри частиц образуются капсулы, в то время, как у высокодисперсных печных и канальных получается “губчатая” микроструктура [24,25].

Исследование кинетики окисления различных саж (канальных, печных, термических, ацетиленовых) кислородом воздуха при температуре 450 оС [26,27], водяным паром в атмосфере азота при температуре 1000оС [28], в токе диоксида углерода при температуре 1500оС [19], показало, что удельные скорости окисления отличаются друг от друга в зависимости от вида сажи в 3-4 раза, и увеличивается по мере уменьшения активности сажи.

В процессе окисления, вследствие развития микропористости, особенно заметно изменяются адсорбционные свойства сажи. Характер изменений зависит от вида сажи и температуры, при которой производится термоокислительная обработка [29,30]. У активных (канальных, печных) саж при одинаковых степенях убыли массы при окислении, удельная адсорбционная поверхность имеет более высокие значения, чем у термической и ацетиленовой.

Из названных выше методов изучения строения частиц только с помощью электронной микроскопии высокого разрешения можно непосредственно рассматривать углеродные слои и измерять их параметры. Косвенно, но наиболее отчетливо, особенности строения частиц проявляются в процессе постепенного окисления технического углерода. Наблюдать за происходящими изменениями можно при помощи электронного микроскопа. Однако, способы с применением электронной микроскопии трудоемки, длительны и требуют использования специального дорогостоящего оборудования. Это исключает возможность их широкого использования. То же можно отметить в отношении рентгеноструктурного анализа. Для изучения микроструктуры частиц наиболее простыми, доступными и достаточно информативными являются методы, связанные с исследованием кинетики окисления и происходящими при этом изменениями адсорбционных характеристик сажи.