Details

Получены образцы смесей Al + гептан и Mg + гептан, механоактивированные в шаровой планетарной мельнице. Рассмотрено влияние металла, и скорости вращения водила мельницы на превращения в жидкой органической фазе. Методами ИК- и УФ-спектроскопии исследован структурно-химический состав жидкой фазы на последовательных этапах механоактивации (МА). Установлено, что деформационно-индуцированное разложение гептана при МА сопровождается изомеризацией нормальных алканов, реакциями циклизации, дегидрирования и гидрирования. Показано, что интенсивность механокрекинга и скорость химических превращений зависят от природы металла, измельчаемого в органической среде. При МА происходит селективное поглощение продуктов разложения углеводородов металлическим порошком с образованием карбидов и гидридов. Методом термодесорбции водорода из измельченных порошков показано, что в условиях МА порошок магния абсорбирует в два раза больше водорода, чем порошок алюминия. Интенсивная абсорбция водорода порошком магния замедляет реакции в органической фазе, в то время как в присутствии алюминия химические превращения в жидкой фазе продолжаются на протяжении всего процесса механообработки. Увеличение скорости вращения водила мельницы существенно ускоряет структурно-химические превращения в органической фазе, при этом в продуктах разложения гептана увеличивается доля алифатических соединений изостроения и алкилбензолов.

In recent years, interest in nanostructured materials has been growing due to the unique mechanical properties that distinguish them from traditional analogues. Planetary ball milling is one of the used method because of its simplicity, low cost and ability to produce large volumes. To reduce the adhesion of the powder to the balls and the grinding vials and to avoid cold welding of plastic metals in the grinding process, process control agents (PCA) are used. Under conditions of ball milling, organic PCA decompose and thus become sources of hydrogen and carbon for the materials being crushed. The purpose of the work is to study the features of the decomposition of heptane as a result of interaction with aluminum and magnesium powders during ball milling. Samples of the liquid phase were studied by IR and UV spectroscopy at successive stages of mechanical activation of mixtures of Al + heptane and Mg + heptane. During grinding of Al (Mg) in the heptane medium, the reaction medium is saturated with the decomposition products of hydrocarbons, which are absorbed by metal powders and initiate structural and chemical transformations in the liquid phase. Deformation-induced cracking of heptane during processing in a ball planetary mill is accompanied by isomerization of normal alkanes, cyclization reactions, dehydrogenation and hydrogenation. The intensity of mechanical cracking and the rate of chemical transformations depend on the nature of the metal being crushed in an organic medium. Based on the analysis of the UV spectra of the liquid phase and the thermal desorption of hydrogen in the solid phase, it is shown that the intensity of chemical reactions in the liquid organic medium is associated with the sorbing properties of the metal. An increase in the speed of rotation of the ball mill leads to an increase in the proportion of branched aliphatic structures and alkylbenzenes.