Плазмодинамический синтез ультрадисперсного оксида алюминия в среде углекислого газа

Аннотация

Стабильно высокий интерес к оксиду алюминия как одному из наиболее распространенныхфункциональных материалов и постоянное расширение областей его возможного примененияобуславливает значительные объемы его производства, а также поиск новых методов синтеза.Потенциально оксид алюминия можно получать за счет использования углекислого газа (СО2),который является дешевым и доступным источником кислорода. Однако применение СО2в качестве окислителя требует разрыва связей молекулы СО2, что является весьма энергозатратным процессом. В данной работе представлен принципиально новый подход к синтезуоксида алюминия при использовании СО2 в качестве газообразного прекурсора и окислителя, основанный на применении импульсной электроэрозионной плазмы дугового разряда.Реализация предлагаемого метода, называемого плазмодинамическим синтезом, приводитк получению дисперсного оксида алюминия. Исследовано влияние режима истечения плазменной струи на состав и морфологию синтезируемых материалов. Многоимпульсный режим работы в рассматриваемой системе обеспечивает практически полное окисление продуктов синтеза и высокую производительность (до 15 г за цикл), а также позволяет достичьстепени конверсии СО2 до 14,5%. Установлено, что реализация плазмодинамического синтеза позволяет сформировать практически полностью окисленный высокодиспесрный продуктс минимальным содержанием металлической фазы и размерами частиц в диапазоне от 50 нмдо 1 мкм.