sio2與金屬na的反應(yīng)-資料下載頁
2025-05-11 23:31本頁面
【正文】 產(chǎn)物與燒堿反應(yīng)后產(chǎn)物的燃燒特性 , XRD結(jié)果以及其電鏡形貌得到證實 . 實驗討論 從結(jié)果來看 , 反應(yīng)的過程應(yīng)該是金屬鈉還原二氧化碳得到碳單質(zhì) ,但在本實驗中 , 如果不是以玻璃泡形式加入水則得不到黑色產(chǎn)物 , 而幾次不加入 SiO2的實驗即使其它條件已經(jīng)得到一定程度的重復(fù) , 但仍然得不到黑色產(chǎn)物 (如圖 14), 因此其反應(yīng)過程應(yīng)該與 SiO2有關(guān) . 圖 14 不加二氧化硅的反應(yīng)結(jié)果 *與正常反應(yīng)結(jié)果對比 實驗討論 機理討論 根據(jù)以上實驗結(jié)果 ， 推測其反應(yīng)過程可能為 : 當玻璃泡在高壓下破裂并放出相對較大量的液體水與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生局部高溫 ， 高溫使得二氧化硅的耦合還原反應(yīng)即反應(yīng) (3)能夠進行 . 由于反應(yīng) (3)的放熱速率更快而產(chǎn)生更高的溫度 , 由此提供了二氧化碳的耦合還原反應(yīng)即反應(yīng) (4) 所需的活化能 . 而二氧化碳的還原同時也放出大量的熱使反應(yīng)自維持 ,加之二氧化碳的量較充足 ,跟金屬鈉的接觸也更好 ,使得主要為金屬鈉還原二氧化碳 . 由于反應(yīng)同時生成碳與碳酸鈉 ,而碳酸鈉將碳粘結(jié)起來 ,使得產(chǎn)物成塊而且結(jié)實 ,在加酸溶解之前加水也難以滲透到內(nèi)部與未反應(yīng)的鈉反應(yīng) . 由于反應(yīng)造成局部高溫使得粘在金屬鈉表面的二氧化硅熔化 ,最后重結(jié)晶成無定型的結(jié)構(gòu) ,而經(jīng)過灼燒后則轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞?. SiO2 + 4Na + 2CO2 = 2Na2CO3 + Si ?G = kJ/mol (3) 3CO2 + 4Na = 2Na2CO3 + C ?G = (4) 本實驗雖然以制備無定型硅為目的 , 并根據(jù)熱力學(xué)耦合的原理來設(shè)計反應(yīng)條件 , 但由于實驗裝置等條件限制 , 使得在二氧化碳介質(zhì)中二氧化硅與金屬鈉反應(yīng)的結(jié)果為二氧化碳被還原而硅沒有被檢測出有生成 . 但如果其反應(yīng)機理如作者推測為金屬鈉先還原二氧化硅 , 說明如果將二氧化碳用量降低到僅足夠形成碳酸鈉 , 則有可能提高硅的產(chǎn)量 . 為了提高實驗的重復(fù)率和更好地研究反應(yīng)機理 , 需要對反應(yīng)釜進行改造 , 在內(nèi)部加裝自動噴灑裝置 ,能夠控制加水量以及時間 . 而為了增強金屬鈉與二氧化硅的混合則可以在釜內(nèi)增加攪拌裝置 , 因此必須重新設(shè)計高壓釜 . 而還原劑也可以嘗試使用其它堿金屬或堿土金屬 , 水也可以更換為酸溶液使得其與鈉反應(yīng)更激烈 . 因此，對于本實驗還有不少延伸工作待進行 . 結(jié)論與展望 非常感謝陳六平老師提供條件并鼓勵我進行如此低成功可能性的實驗 , 謝謝他在實驗過程中提出許多寶貴的意見并進行有益的討論和指導(dǎo) . 感謝同實驗室的焦吉慶、趙曉嵐和王成衛(wèi)師兄在我實驗中提供了許多幫助 , 尤其是在焦吉慶師兄幫忙下才完成了各種使用儀器的測試 . 感謝中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 “ 創(chuàng)新化學(xué)實驗與研究基金 ” 對本文工作的支持 ! 最后 ,感謝各位在座聽本人作報告的老師和同學(xué) ! 致謝
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