Сорбционные свойства наноструктурных конденсатов NaCl–Fe

Abstract

Рассмотрены наноструктурные конденсаты NaCl–Fe, полученные электронно-лучевым испарением (методом EB PVD) из двух источников и физическим осаждением смешанного парового потока на водоохлаждаемую медную подложку. Микроструктуру конденсатов NaCl–Fe изучали сканирующей электронной микроскопией на приборе VEGA 3, а наноструктуру — просвечивающей электронной микроскопией на приборе H-800. Отделенные от подложки конденсаты исследовали на воздухе методом термогравиметрического анализа (ТГА) в диапазоне 20…650⁰C на анализаторе TGA 7. Представлены результаты исследований микроструктуры и сорбционных свойств конденсатов NaCl и NaCl–Fe (28 мас. % Fe) при насыщении их влагой. Проанализированы данные ТГА с обработкой по моделям Коутса–Редферна и Фримена–Кэрролла и расчетом энергии активации и порядка реакции разложения при нагреве. Показано, что при извлечении конденсатов из вакуумной камеры наночастицы железа в пористой матрице NaCl активно адсорбируют из воздуха не только влагу, но и кислород. При нагреве в дальнейших исследованиях десорбция влаги и кислорода приводила к монотонно ниспадающим ТГА-зависимостям.

Considered are the nanostructured condensates NaCl–Fe, produced by electron beam evaporation (EB PVD method) from two sources and by physical precipitation of a mixed vapor flow on a water-cooled substrate. Microstructure of condensates NaCl–Fe was studied by using a scanning electron microscopy in device H-800. Condensates, separated from substrate, were investigated in air by the method of thermogravimetric analysis (TGA) in the range of 20...650⁰C in analyzer TGA7. Given are the results of investigations of microstructure and sorption properties of condensates NaCl and NaCl–Fe (28 wt.%) at its saturation with moisture. Analyzed are the data of TGA with processing by models of Coats–Redfern and Freeman–Carroll and calculation of energy of activation and sequence of decomposition reaction during heating. It is shown that during withdrawal of condensates from vacuum chamber the iron nanoparticles in porous matrix NaCl are actively adsorbing not only moisture but also oxygen from air. During heating in the next investigations the desorption of moisture and oxygen led to the monotonously falling TGA-relationships.