Исследовательская работа Исполнители: Мельников М. Конычев А. 9-а руководители: К. Ф. М. Н. Г. Е. Золотухин - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Исследовательская работа Исполнители : Володина Анна, 11 «а» класс... 4 523.83kb.
Исследовательская работа по теме «Дети и взрослые в немецких концлагерях... 2 462.34kb.
Исследовательская работа ученицы 10 класса гбоу сош №887 города Москвы... 1 359.69kb.
Валерий Сергеевич Золотухин 1 41.43kb.
Исследовательская работа. «Хобби разных поколений» 1 104.44kb.
П. А. Мельников (Андрей Печерский): краткая справка 1 103.58kb.
Научно-исследовательская работа. Научно-исследовательская работа... 1 18.88kb.
Исследовательская работа Удивительный мир кристаллов 1 260.54kb.
Алексеева Мария Петровна Студентка Ягеллонского университета, Краков... 1 34.26kb.
Информационная деятельность школьников (Библиографический список... 1 77.6kb.
Исследовательская работа «История развития астрономии» 1 111.35kb.
К настоящему времени накопилось много научных данных о том, что загрязненность... 1 46.69kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Исследовательская работа Исполнители: Мельников М. Конычев А. 9-а руководители: К. - страница №1/1

Редукция диоксида углерода

нанокристаллами селенида кадмия.


Экология

Исследовательская работа

Исполнители: Мельников М.

Конычев А. 9-А

Руководители:
К.Ф.-М. Н. Г.Е. Золотухин.

Учитель биологии Г.Д. Моисеенко

Красноярск, Октябрьский район
Средняя общеобразовательная школа №138.


Школа, институт химии


Руководители:


К.Ф.-М. Н. Г.Е. Золотухин.

Учитель биологии Г.Д. Моисеенко

e-mail:scl138@mail.ru

Т. 47-28-11


Красноярск 2008г

Аннотация

В работе приведены результаты предварительных опытов, свидетельствующие о редукции диоксида углерода нанокристаллами селенида кадмия. Показано, что процесс этот на свету протекает активнее.



Содержание

Стр.


  1. Введение.- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3

  2. Теоретическая часть. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4

  3. Экспериментальная часть. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5

    1. Измельчение селенида кадмия.

    2. Получение диоксида углерода.

    3. Реакционная камера.

    4. Подсветка.

    5. Фотометр для измерения оптической плотности зеркал серебра.

    6. Результаты опыта.

4.Выводы. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7

5.Список использованных источников. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8




  1. Введение

Многие годы экологи стремятся сократить выбросы в атмосферу диоксида углерода с промышленными газами. В связи с этим во многих странах мира научные группы исследуют возможность утилизировать его с помощью искусственных систем, способных восстановить диоксид углерода до такого состояния, тогда он теряет свойства парникового газа. Примером таких систем являются зелёные листья растений, в которых двуокись углерода восстанавливая, связывается в органических веществах до формальдегида, биохимическое превращение которого приводит к образованию глюкозы. Нанокристаллические порошки полупроводниковых веществ, взвешенные в воде, а так же поверхностные слои объёмных образцов сульфида кадмия и сульфида цинка оказались катализаторами, для так называемой фоторедукции двуокиси углерода, при которой по сути происходит фотосинтез таких соединений как муравьиная кислота, формальдегид, метиловый спирт и др. [1].

Ранее было установлено фотокатализаторами частицы селенида кадмия становятся при размерах меньше некоторого кристаллического значения. [2] Такой кристаллический размер согласно компьютерной проработке, модельных исследований поведения молекулы CO2 вблизи поверхности наноразмерных частиц селенида кадмия составляет :

3,0-5,0 нм. (3,0-5,0)*10-9 н.м. Выяснилось, что на активность процессов фотокатализа влияет содержание селена вблизи поверхности: хемосорбции двуокиси углерода на поверхности селенида кадмия происходит на «селеновых вакансиях». При этом молекула CO2 притягивает к себе один электрон и десорбируясь становится более химически активной, что вследствие реакции с ионами Н+ и ОН- приводит к её связыванию в более сложные химические соединения.

Для уменьшения барьера десорбции в селенид кадмия вводилась примесь индия. При размере нанокристалла селенида кадмия 3.0-5.0 нм электроны попавшие за счёт термоактивации с примесных уровней в зону проводимости могут свободно перетекать на адсорбированную молекулу СО2 , ионизируют её, повышая её химическую активность.

Такой процесс может быть использован для редукции углекислого газа внутри заводских труб, нейтрализуя углекислый газ ещё до выброса в атмосферу.

Задача нашего исследования сводилась к выяснению роли подсветки при активации и редукции СО2. Световой эффект сравнивался с темновым. Эффективность подсветки оценивалась по содержанию формальдегида в реакционной камере, оценивая его содержание качественной реакцией с азотнокислым серебром образовыванием амольгамы серебра на стенке.
3

2. Теоретическая часть
При взаимодействии селена с кадмием образуются кристаллы селенида кадмия. Вещество хрупкое и легко измельчается. Для активации полупроводника селенида кадмия в него вносят в малых количествах Индий (III). Атомы трёхвалентного кадмия занимают уровни в запрещённой полосе вблизи валентной зоны. Под влиянием тепловых колебаний из валентной зона на индий переходят электроны, оставляя на валентной зоне «Дырки», заряженные положительно. Электроны, примеси индия под влиянием возмущений электромагнитного поля или тепловых колебаний переходят в зону проводимости и активизируют молекулы СО2, адсорбированные кристаллами селенида кадмия. Облучение нанокристаллов селенида кадмия приводит к десорбции молекул диоксида кадмия. Такие возбуждённые частицы СО2 совместно с ионами Н+ и ОН- участвуют в биохимических реакциях, продуктами реакций которых является формальдегид, муравьиная кислота и другие органические вещества.

Прилипание молекул СО2 к поверхности нанокристаллов селенида кадмия происходит под влиянием дальнодействующих сил Ван-дер-Ваальса. Несмотря на краткость этого периода молекула СО2 успевает приобрести электроны из примесных центров полупроводника. Десорбируясь, в возбуждённом состоянии участвуют в химических превращениях.

Присутствие формальдегида в растворе можно обнаружить посредством азотнокислого серебра. Формальдегид восстанавливает серебро из раствора с образованием зеркала на стекле. Чем выше концентрация формальдегида, тем больше восстанавливается серебра и плотнее слой зеркала. А плотность зеркального покрытия можно выразить через оптическую плотность посредством фотометра.

D= ед. I0/I, где I0 и I соответственно интенсивности света падающего на зеркала и прошедшего через него.


4


3. Экспериментальная часть
3.1 Измельчение CdSe

Селенид Кадмия, активированный индием измельчали в шаровой мельнице. Крупность измельчённого материала измерялась электронным микроскопом. Измельчение продолжалось до тех пор пока размер частиц в основной своей не составлял 3-5 нанометров.





3.2 Получение диоксида углерода

Углекислый газ для опытов получали гашением безводного карбоната кальция, которое протекало по формуле:

CaCO3+H2O=Ca (OH)2+CO2

Реакция эта протекала с выделением тепла. Поэтому вода при гашении дозировалась. С этой целью в плоскодонную колбу засыпалась известь и закрывалась пробкой с двумя отверстиями. В одно из них поступала вода, а из другого выходил газ. Углекислый газ направлялся в реакционную камеру.



3.3 Реакционная камера

На рисунке представлена блок-схема реакционной камеры.



Порошок селенида кадмия засыпался в реакционную камеру с водой 15-20 грамм порошка на 0,5 литра воды. Газ с помощью помпы прокачивался через жидкость многократно. С этой целью система силиконовых трубок замыкалась. Взаимодействие газа с селенидом кадмия протекала в темноте и на свету.



3.4 Подсветка

Источником света служила ксеноновая лампа мощностью 60 Ватт. На уровне реакционной камеры освещённость достигала 400 лк

Наличие формальдегида в реакционной камере проверялось качественной реакцией с азотнокислым серебром. С этой целью на поверхность стеклянной пластинки наносилось несколько капель азотнокислого серебра и жидкости из реакционной камеры. Образование зеркала служило признаком наличия формальдегида. А оптическая плотность восстановленного зеркала мерой количества формальдегида в растворе.

5

3.5 Фотометр

На рисунке изображена схема фотометра

1.Источник света

2.Стеклянная пластинка

3.Фоторезистор

4.Микрофотометр
3.6 Результаты опыта

Опытным путём установлено наличие формальдегида в реакционной смеси, что свидетельствовало о редукции углекислого газа нано кристаллами селенида кадмия и что на свету этот процесс протекает активнее.



6

4. Выводы

Получены предварительные результаты о наличии формальдегида в реакционной смеси, свидетельствующее о редукции диоксида углерода нанокристаллами селенида кадмия и что этот процесс на свету проходит активнее.

. 7


5. Список использования источников.

[1] Scientific American, 15 июля 2002 года L. J. Wang, S. J. Penny cook;

[2] S. T. Pant elides Physical Review

Letters 89, №7, 12 августа 2002 года.



8




Я отвечу вам в двух словах: Не Возможно. Сэмюэл Голдвин
ещё >>