Исследование физико-химических свойств нанопорошков
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ся в память прибора. Для регистрации результатов эксперимента возможно подключение оригинального компактного принтера, а также компьютера с помощью RS-232 порта. Спектрофотометр СФ-103 комплектуется автоматическим программно-управляемым держателем на 8 кювет, двумя кварцевыми кюветами и пластиковыми кюветами в количестве 100 шт. Условия эксплуатации: температура 15 - 30 0С; влажность 0 - 90%
Таблица 2- Характеристики спектрофотометра
№ п/п ХарактеристикаЗначения1.2.1Спектральный диапазон измерений, нм190-11001.2.2Предел допускаемого значения абсолютной погрешности при измерении спектральных коэффициентов направленного пропускания,%1,01.2.3Пределы допускаемых значений абсолютной погрешности при установке длин волн, нм, в спектральном диапазоне: От 190 до 390 нм От 390 до 1100 нм 0,4 0,81.2.4Предел допускаемого значения среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности при измерении спектральных коэффициентов направленного пропускания,%0,21.2.5Электропитание осуществляется однофазным током с напряжением, В Частотой, Гц 22022 5011.2.6Потребляемая мощность, ВАНе более 2001.2.7Габаритные размеры (длина, ширина, высота), мм520*330*1801.2.8Масса, кг151.2.9Полный средний срок службы при наработке не более 5000 ч. , летНе менее 101.2.10Источники излучения: -от 190 до 355 нм…….дейтериевая лампа -от 325 до 1100 нм…….галогеновая лампа
Таким образом, проведены исследования спектров пропускания растворов глюкозы, малахитового зеленого, метилового красного и фуксина с разными концентрациями указанных веществ. Были получены калибровочные концентрационные зависимости пропускания в диапазоне 400 - 1100 нм. Для исследования адсорбционных свойств наночастиц железа готовились растворы указанных выше химических соединений с концентрацией 2,5 %, затем в приготовленные растворы добавлялся нанопорошок железа в диапазоне концентраций 0,01-0,03 %. После этого нанопорошок осаждался посредством магнитного поля и спектрофотометрически определялась концентрация химических соединений в растворе.
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
В первой части опыта были измерены спектры концентраций нанопорошка железа. После калибровки прибора, мы сняли несколько спектров воды, меняя ее температуру. Результаты показали, что полученные показатели коэффициента пропускания соответствуют теоретическим данным. С увеличением температуры происходит незначительное изменение коэффициента пропускания. В этой связи, при дальнейшем добавлении нанопорошка железа в воду, температура воды не менялась и составляла 260С. Опыт показал, что с увеличением концентрации нанопорошка железа, коэффициент пропускания значительно понизился. Разница составила 70%. При дальнейшем возрастании концентрации адсорбент стремился к нулю.
Следующим шагом эксперимента стало изучение адсорбционных свойств нанопорошка железа. Были изучены растворы глюкозы с концентрацией в 5%, 10% и 15%. Затем последовательно к каждому раствору добавлялся 1% нанопорошка железа, после чего проводилось измерение.
Для исследования растворов красителей использовались магниты с двумя направленностями магнитного поля: S и N, чтобы определить влияет ли этот фактор на адсорбционные свойства нанопорошка железа. Концентрация всех красителей в растворе одинакова и составляет 2.5 %. К каждому раствору через равные промежутки времени в 5, 10 и 15 мин добавляли 0.01 %, 0,02 % и 0,03 % нанопорошка железа. Далее растворы последовательно помещали в магниты и снимали спектры пропускания. Следует отметить, что на протяжении всего опыта фиксировалась температура. В результате было отмечено, что незначительные колебания температуры не внесли существенных изменений в показания спектрофотометра, вследствие чего оптимальной была выбрана температура в 260С. На рисунке 8 представлена диаграмма спектров различных концентраций глюкозы. С увеличением концентрации коэффициент пропускания понижается.
Рисунок 8- Сравнительная характеристика различных концентраций глюкозы
С добавлением 0,01 % нанопорошка железа к каждой из концентраций глюкозы на рисунке 9 можно значительную градацию, показывающую обратно пропорциональную связь между концентрацией глюкозы с добавлением нанопорошка и адсорбционными свойствами нанопорошка железа. Таким образом, сравнительные характеристики концентраций глюкозы с добавлением нанопорошка и без отличаются только показателем коэффициента пропускания. Наглядность такой разницы можно увидеть на рисунке 10 для 5% концентрации глюкозы, на рисунке 11 для 10% концентрации глюкозы и на рисунке 12 для 15% концентрации глюкозы.
Рисунок 9-Сравнительная характеристика различных концентраций глюкозы с добавлением 0,01% нанопорошка железа.
Рисунок 10-Сравнительная характеристика чистой глюкозы с глюкозой с 0,01% нанопорошка для 5% концентрации глюкозы
Рисунок 11-Сравнительная характеристика чистой глюкозы с глюкозой с 0,01% нанопорошка для 10%концентриции глюкозы.
Рисунок 12-Сравнительная характеристика чистой глюкозы с глюкозой с 0,01% нанопорошка для 15% концентрации глюкозы.
Растворы красителей с добавлением нанопорошка железа находились в двух магнитах. На рисунке 13 видно, что после пребывания раствора в магните с S-направленностью не наблюдается существенной разницы спектрзависимости от концентрации нанопорошка.
Рисунок 13-Сравнительная характеристика концентраций нанопорошка железа при S-поляр (малахитовый зеленый).
После пребывания раствора малахитового