Name: حركية التفاعل والاحتراق ديناميات أنا 4 O 9 ومخاليط الألومنيوم (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-07T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 16 s
Description: تعلم قياس سرعات اللهب لمخاليط I4O9 والألومنيوم باستخدام التحليل الحراري والتصوير عالي السرعة. يُظهر البروتوكول أن I4O9 أكثر تفاعلية بنسبة 150٪ من أكسيد اليود(V) الآخر.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

المؤلفان سميث وبانتويا ممتنان للدعم الجزئي من DTRA بموجب جائزة HDTRA1-15-1-0029 ؛ و ARO (والدكتور رالف أنثينين) بموجب الجائزة W911NF-14-1-0250 ومنحة المعدات W911NF-14-10417. يعرب المؤلفان J. Parkey و M. Kesmez عن امتنانهما للدعم المقدم من DTRA بموجب جائزة HDTRA1-15-P-0037. شكرا للدكتور دوغلاس ألين دالتون على المناقشة المفيدة.

ملاحظة: تم التحقيق ستة المؤكسدات مختلفة لغرض تميز حركية أنا 4 O 9 بالمقارنة مع أكاسيد اليود أخرى. يتم وصف كل مؤكسد أدناه. وكان الوقود المستخدم في جميع الخلطات ثابت: آل مسحوق مع 80 نانومتر متوسط ​​قطرها الجسيمات الكروية. يوصف إعداد خليط بعد مناقشة كل مؤكسد. 1. إعداد اليود (V) أكاسيد ملاحظة: خليط نانو الألومنيوم / مؤكسد متقلبة للغاية، ويمكن أن يحمل السلوك الانفجاري. هذه الخلطات عرضة للاشتعال غير مقصود من قبل التفريغ الكهربائي، والاحتكاك، والأثر، وغيرها من الاشتعال العرضي الأشكال. يجب أن ترتكز جميع المعدات للتقليل من احتمال اشتعال شرارة عرضي. وينبغي التقليل من كميات ويجب استخدام معدات الوقاية عند التعامل مع هذه المواد. ويمكن الاطلاع على مزيد من المعلومات حول إجراءات السلامة والمناولة في Maienschein وآخرون. 18 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Pجبر أنا التجاري 2 O 5 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سحق 10 غرام من أنا 2 O 5 بلورات مع هاون ومدقة حتى يتم إنشاء مسحوق ثابت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد البلورات هي في شكل مسحوق، بالتساوي نشر 10 غرام من مسحوق في بوتقة السيراميك مناسبة لأغراض التدفئة إلى 250 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع بوتقة كامل في الفرن والحرارة إلى 250 درجة مئوية في 10 ° C / دقيقة وعقد في 250 درجة مئوية لمدة 5 دقائق. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد غير متبلور أنا 2 O 5 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع 3 غرام من أنا التجاري سحق والمجففة 2 O 5 في كوب زجاجي مع محرك مغناطيسي وإضافة 3 غرام من الماء المقطر. لضمان عينة يذوب تماما، إضافة نسبة 1: 1 من الماء لالتجارية I 2 O 5 وتخلط لمدة 20 دقيقة. حل أنا 2 O 5 في أشكال المياه طور مائي من IO 3. 17 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> من أجل حل IO 3 الى منقارإيه غير مناسبة لأغراض التدفئة. لضمان ما يكفي متبلور أنا 2 O 5 يتم إنتاجها، استخدم ثلاث مرات كتلة IO 3 حل من كتلة حاجة من غير متبلور أنا 2 O 5. على سبيل المثال، إذا كانت هناك حاجة غرام واحد من غير متبلور أنا 2 O 5، استخدام 3 غرام من IO 3 الحل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع الكأس مع الحل IO 3 إلى الفرن والحرارة عند 20 درجة مئوية / دقيقة إلى 250 درجة مئوية، وعقد لمدة 10 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخزين العينة في حاوية مغلقة للحد من التعرض للماء في الغلاف الجوي من البيئة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد البلورية HIO 3 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الخطوة 1.2.1 ومكان IO 3 الحل على محرك مغناطيسي في بيئة منخفضة الرطوبة (أقل من 50٪ RH) حتى كل من المياه الزائدة قد تبخرت. على التبخر، والمرحلة المائية من IO 3 تترسب كما HIO 3 17. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخزين العينة في حاوية مغلقة للحد من البريدxposure إلى الماء في الغلاف الجوي من البيئة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لضمان أن جميع المياه الزائدة يبخر، ضع عينة في المسعر التفاضلي المسح الضوئي (DSC) والحرارة إلى 250 درجة مئوية في 10 ° C / دقيقة. ملاحظة: سيتم فقدان الوزن في 110 ° C يساوي 5٪، وسوف يكون هناك فقدان كتلة في 210 درجة مئوية إذا كانت العينة HIO النقي 3. أي فقدان كتلة أخرى هي المياه الزائدة، مما يعني أن عينة يحتاج الى مزيد من الوقت لتتبخر. فقدان الوزن في 210 ° C تعني 2 O 5 أنا لم حلت تماما وهناك حاجة إلى المزيد من المياه مع الإثارة إلى حل العينة. </li></ol></li></ol> 2. خليط التحضير ملاحظة: يتم إعداد الخلائط بطريقتين مختلفتين: واحدة يستخدم السائل الناقل للمساعدة في الاختلاط وآخر بدون السائل الناقل ولكن بدلا من ذلك الجافة مختلطة. لمعالجة باستخدام السائل الناقل، تم إعداد الخلائط المؤكسدات ثلاثة فقط: أنا 4 O 9، نانو أنا 2 O 5 و commeو rcial أنا 2 O 5. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المخاليط في السائل الناقل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتحضير عينات مختلطة في السائل الناقل، مزيج 80 نانومتر آل مسحوق مع كل مؤكسد لما مجموعه اثنين غراما من القاعدة وخليط مؤكسد إلى نسبة تعادل 1.0 في كوب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 60 مل من الأيسوبروبانول في كوب ويصوتن الحل مع عصا الصوتية وضعت في انتاج الطاقة من 4 واط مبرمجة لمدة 10 ثانية على و 10 ثانية من ما مجموعه 2 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> صب الحل في طبق زجاج والسماح للحل لتتبخر في غطاء الدخان في درجة حرارة الغرفة مع الرطوبة النسبية من 20٪ لمدة 24 ساعة، والتي ستترك عينات مسحوق. ملاحظة: قبل الشروع في خطوة 2.1.4، أؤكد متصل شفرة الحلاقة إلى الأرض الكهربائية مع سلك موصل لتجنب الاشتعال العرضي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استعادة مسحوق بشفرة حلاقة على الارض وغربال العينة لتفريق تكتلات مباشرة في الحاوية التي يمكن أن تكون مختومة إلى دييزر تعرض العينة إلى الماء في الغلاف الجوي. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد عينات مختلطة جافة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> غربال ومزج درجتين غراما من القاعدة وخليط مؤكسد مع ملعقة في وعاء العينة إلى وقود إلى نسبة التكافؤ الأكسجين من 1.0. ختم الحاويات عينة للحد من التعرض عينة إلى الماء في الغلاف الجوي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عقد العينات على طاولة الاهتزاز لمدة 3 دقيقة للمساعدة الاختلاط. الرجوع إلى عينات أعدت في هذا الطريق كما الجافة المختلطة. </li></ol></li></ol> 3. تحليل التوازن الحراري <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد عينات للتحليل التوازن الحراري ملاحظة: هذه العينات تتفاعل بسهولة مع الماء في الغلاف الجوي. ينبغي تخفيض الرطوبة النسبية أقل من 30٪، والتعرض للجو ينبغي أن يقتصر (أي عينة مخزن في حاويات مختومة والأغطية استخدامها في بوتقة DSC-TGA). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بوتقة الألومينا الحرارة (الموردة مع DSC-TGA التشخيص) إلى 1500 درجة مئوية، وعقد لمدة 30 دقيقة لإزالة أيبقايا على المعاناة في DSC-TGA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وزن بوتقة قبل أن توضع العينات في بوتقة. هناك حاجة إلى هذا القياس من قبل DSC-TGA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد يتم وزن البوتقة، إضافة 10 ملغم من كل عينة في بوتقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع بوتقة العينة على الحرارية في DSC-TGA مع بوتقة فارغة في حامل إشارة على الحرارية DSC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسخين العينات عند 10 ° C / دقيقة إلى 600 درجة مئوية في جو الأرجون. </li></ol></li></ol> نشر 4. الطاقة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد أنابيب اللهب <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام أنابيب الكوارتز مع القطر الداخلي من 3 ملم وبطول 7 سم لاحتواء مسحوق خليط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الشريط على نهاية واحدة حتى مسحوق لا يمكن الهروب من الأنبوب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع كل أنبوب 7 سم مع نهاية واحدة مسجلة على نطاق والصفر نطاق واسع. وهذا سوف يسمح بقياس مجرد كتلة من مسحوق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام ملعقة مع نهاية صغيرة، تضاف عينات مسحوق إلى عشرأنبوب ه. لكل من الخلطات، وجعل ثلاثة أنابيب مليئة كل الخليط لاختبار التكرار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام قضيب الذي يبلغ قطره أصغر من 3 ملم، والتعاقد مسحوق داخل أنبوب للعينات ذات الكثافة السائبة منخفضة (أي آل + I 4 O 9 و آل + غير متبلور أنا 2 O 5) حتى حجم العينة لا لا تغيير. هذا الإجراء ضروري للحفاظ على كثافة الجزء الأكبر ثابتة بين تجارب متعددة. وهذا قد يتطلب 200 ملغ من مسحوق خليط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لجميع الخلطات الأخرى، التي لديها كثافة أعلى، لا ضغط مسحوق استخدام قوة خارجية. الحفاظ على الكثافة الظاهرية ثابتة بين العينات ذات الكثافة السائبة مماثلة. فإن كمية من مسحوق في أنابيب تختلف اعتمادا على الكثافة الظاهرية من مسحوق. وهذا قد يتطلب ما يصل الى 500 ملغ من مسحوق خليط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس كتلة خليط مسحوق في كل أنبوب باستخدام الرصيد الذي وtared لكل أنبوب، إضافة كتلة حتى كثافة المسحوق هو داخلهان 5٪ من عينات أخرى في كل مجموعة. تأكد شغل في كل أنبوب تماما. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد إشعال السلك الساخن <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لإعداد السلك الساخن، واستخدام النيكل والكروم (أي نيتشروم) قطع الأسلاك في المادتين 10 سنتيمترا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل &quot;V&quot; شكل في وسط السلك ووضع الأسلاك وبالتالي فإن &quot;ضد&quot; الشكل هو داخل الأنبوب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الشريط هذا نهاية الأنبوب حتى الأسلاك هو ثابت وليس مسحوق يمكن الهروب من الأنبوب. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد كاميرا عالية السرعة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع كاميرا عالية السرعة خارج غرفة الاحتراق عمودي على اتجاه انتشار اللهب وتركيز الكاميرا على أنبوب من خلال منفذ عرض في غرفة الاحتراق. ملاحظة: وتتمثل المهمة الرئيسية للغرفة الاحتراق هي حماية الأفراد والمعدات من المواد رد فعل، وينبغي أن تكون التهوية من خلال غطاء الدخان. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط التنسيب وعدسة عشركاميرا ه حتى أدنى القرار (أي أعلى معدل الإطار) يمكن استخدامها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للسماح للمعايرة المسافة، ضع مسطرة مع مم والطول الزيادات في مجال الرؤية وأخذ لقطة مع كاميرا عالية السرعة قبل تسجيل سرعات اللهب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مثل أمام الشعلة هو أكثر إشراقا بكثير من الضوء المحيط والكاميرا والإفراط في تشبع عندما تتعرض لضوء تولد عن رد الفعل، وتقلل من وقت التعرض في إعدادات الكاميرا أو إضافة مرشحات الكثافة محايدة لعدسة الكاميرا لتقليل كمية من ضوء استلامها من قبل أجهزة الاستشعار كاميرا. خفض كمية الضوء بواسطة الكاميرا تلقى حتى يمكن أن ينظر إلى الأمام نشر رد فعل واضح. هنا، وإنشاء مرشحات الكثافة محايدة السماح 5٪ فقط من الضوء بالمرور، ووقت التعرض لل 1 μsec. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق مولد التيار الكهربائي إلى نهايات السلك. غرفة الاحتراق يجب أن يكون العزل يؤدي من خلال الغرفة التي سوف تسمح للغرفة أن تكون مختومة والسماح التدفئة عن بعد من السلك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد اغلاق الغرفة، تعيين مولد التيار الكهربائي إلى 10 فولت والبدء في وقت واحد تسجيل الكاميرا. عندما يتم تطبيق الجهد، ويجب أن يبدأ رد الفعل على الفور تقريبا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصدير الفيديو في أحد البرامج التي سوف تتبع موقف الجبهة لهب بوصفها وظيفة من الوقت في كل إطار على حدة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصدير المسافة والزمن المعلومات خطوة إلى ورقة انتشار ورسم خط الاتجاه الخطي مع R 2 القيم. ردود فعل أبطأ، هناك حاجة إلى الوقت للتفاعل من أجل التوصل إلى حالة مستقرة. فإن منحنى قبل حالة مستقرة يكون منحنى يتزايد باطراد. إزالة البيانات التي ليست في حالة مستقرة حتى قيمة R 2 أكبر من 0.95. المنحدر من الخط هو سرعة اللهب. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Selte, K., Kjekshus, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iodine+Oxides+Part+II+on+the+system+H2O+I2O5%5BTitle%5D)+AND+%22Acta.+Chem.+Scand%22%5BJournal%5D)">Iodine Oxides Part II on the system H2O I2O5.</a> Acta. Chem. Scand. 22, 3309-3320 (1968).</li>
<li>Little, B. K., Emery, S. B., Nittinger, J. C., Fantasia, R. C., Lindsay, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiochemical+Characterization+of+Iodine+%28+V+%29+Oxide+%2C+Part+1+Hydration+Rates.+%28V%29%5BTitle%5D)+AND+%22Propell.+Explos.+Pyrot%22%5BJournal%5D)">Physiochemical Characterization of Iodine ( V ) Oxide , Part 1 Hydration Rates. (V).</a> Propell. Explos. Pyrot. 40, 595-603 (2015).</li>
<li>Smith, D. K., McCollum, J., Pantoya, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Environment+of+Iodine+Oxidation+State+on+Reactivity+with+Aluminum%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Effect of Environment of Iodine Oxidation State on Reactivity with Aluminum.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 11243-11250 (2016).</li>
<li>Farley, C., Pantoya, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reaction+kinetics+of+nanometric+aluminum+and+iodine+pentoxide%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Therm.+Anal.+Calorim%22%5BJournal%5D)">Reaction kinetics of nanometric aluminum and iodine pentoxide.</a> J. Therm. Anal. Calorim. 02 (2), 609-613 (2010).</li>
<li>Little, B. K., Emery, S. B., Lindsay, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiochemical+Characterization+of+Iodine+%28V%29+Oxide+Part+II+Morphology+and+Crystal+Structure+of+Particulat+Films%5BTitle%5D)+AND+%22Crystals%22%5BJournal%5D)">Physiochemical Characterization of Iodine (V) Oxide Part II Morphology and Crystal Structure of Particulat Films.</a> Crystals. 05 (4), 534-550 (2015).</li>
<li>Wikjord, A., Taylor, P., Torgerson, D., Hachkowski, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+behaviour+of+Corona-Precipitated+Iodine+Oxides%5BTitle%5D)+AND+%22Thermochim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Thermal behaviour of Corona-Precipitated Iodine Oxides.</a> Thermochim. Acta. 36, 367-375 (1980).</li>
<li>Little, B. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+dynamics+of+nano-aluminum%2Fiodine+%28V%29+oxide%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Conf.+Ser%22%5BJournal%5D)">Chemical dynamics of nano-aluminum/iodine (V) oxide.</a> J. Phys. Conf. Ser. 500 (5), 052025(2014).</li>
<li>Feng, J., Jian, G., Liu, Q., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Passivated+iodine+pentoxide+oxidizer+for+potential+biocidal+nanoenergetic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl.+Mater.+Inter%22%5BJournal%5D)">Passivated iodine pentoxide oxidizer for potential biocidal nanoenergetic applications.</a> ACS Appl. Mater. Inter. 5 (18), 8875-8880 (2013).</li>
<li>Wang, H., DeLisio, J. B., Jian, G., Zhou, W., Zachariah, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospray+formation+and+combustion+characteristics+of+iodine-containing+Al%2FCuO+nanothermite+microparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Combust.+Flame%22%5BJournal%5D)">Electrospray formation and combustion characteristics of iodine-containing Al/CuO nanothermite microparticles.</a> Combust. Flame. 162 (7), 2823-2829 (2015).</li>
<li>Sunder, S., Wren, J. C., Vikis, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Raman+Spectra+of+1409+Formed+by+the+Reaction+of+Iodine+with+Ozone%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Raman+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Raman Spectra of 1409 Formed by the Reaction of Iodine with Ozone.</a> J. Raman Spectrosc. 16 (6), 424-426 (1985).</li>
<li>Selte, K., Kjekshus, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iodine+Oxides+Part+III.+The+Crystal+Structure+of+I2O5%5BTitle%5D)+AND+%22Acta.+Chem.+Scand%22%5BJournal%5D)">Iodine Oxides Part III. The Crystal Structure of I2O5.</a> Acta. Chem. Scand. 6 (24), 1913-1924 (1970).</li>
<li>Sherwood, P. M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((X-Ray+Photoelectron+Spectroscopic+Studies+of+Some+Iodine+Compounds%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">X-Ray Photoelectron Spectroscopic Studies of Some Iodine Compounds.</a> J. Chem. Soc. 72, 1805-1820 (1976).</li>
<li>Russell, R., Bless, S., Pantoya, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact-Driven+Thermite+Reactions+with+Iodine+Pentoxide+and+Silver+Oxide%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Energ.+Mater%22%5BJournal%5D)">Impact-Driven Thermite Reactions with Iodine Pentoxide and Silver Oxide.</a> J. Energ. Mater. 29 (2), 175-192 (2011).</li>
<li>Skulski, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organic+iodine%28I%2C+III%2C+and+V%29+chemistry%3A+10+Years+of+development+at+the+Medical+University+of+Warsaw%2C+Poland%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Organic iodine(I, III, and V) chemistry: 10 Years of development at the Medical University of Warsaw, Poland.</a> Molecules. 5 (12), 1331-1371 (2000).</li>
<li>Nicolaou, K. C., Montagnon, T., Baran, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((HIO3+and+I2O5+Mild+and+Selective+Alternative+Reagents+to+IBX+for+the+Dehydrogenation+of+Aldehydes+and+Ketones%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Edit%22%5BJournal%5D)">HIO3 and I2O5 Mild and Selective Alternative Reagents to IBX for the Dehydrogenation of Aldehydes and Ketones.</a> Angew. Chem. Int. Edit. 293 (8), 1386-1389 (2002).</li>
<li>Lide, D. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLide%2C+DR+%22CRC+Handbook+of+Chemistry+and+Physics%22">CRC Handbook of Chemistry and Physics</a>. , CRC Press. Boca Raton, FL. 3485(2005).</li>
<li>Kumar, R., Saunders, R. W., Mahajan, aS., Plane, J. M. C., Murray, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+properties+of+iodate+solutions+and+the+deliquescence+of+crystalline+I2O5+and+HIO3%5BTitle%5D)+AND+%22Atmos.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Physical properties of iodate solutions and the deliquescence of crystalline I2O5 and HIO3.</a> Atmos. Chem. Phys. 10 (24), 12251-12260 (2010).</li>
<li>Maienschein, J., Pantoya, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+in+Energetic+Materials+Research+and+Development-Approaches+in+Academia+and+a+National+Laboratory%5BTitle%5D)+AND+%22Propell.+Explos.+Pyrot%22%5BJournal%5D)">Safety in Energetic Materials Research and Development-Approaches in Academia and a National Laboratory.</a> Propell. Explos. Pyrot. 39 (4), 483-485 (2014).</li>
<li>Osborne, D. T., Pantoya, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Al+Particle+Size+on+the+Thermal+Degradation+of+Al%2FTeflon+Mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22Combust.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Effect of Al Particle Size on the Thermal Degradation of Al/Teflon Mixtures.</a> Combust. Sci. Technol. 179, 1467-1480 (2007).</li>
<li>Pantoya, M. L., Dean, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+alumina+passivation+on+nano-Al%2FTeflon+reactions%5BTitle%5D)+AND+%22Thermochim.+Acta%22%5BJournal%5D)">The influence of alumina passivation on nano-Al/Teflon reactions.</a> Thermochim. Acta. 493 (1-2), 109-110 (2009).</li>
<li>Mulamba, O., Pantoya, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exothermic+surface+reactions+in+alumina-aluminum+shell-core+nanoparticles+with+iodine+oxide+decomposition+fragments%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanopart.+Res%22%5BJournal%5D)">Exothermic surface reactions in alumina-aluminum shell-core nanoparticles with iodine oxide decomposition fragments.</a> J. Nanopart. Res. 16 (3), 2310(2014).</li>
<li>Nelyubina, Y., Antipin, M. Y., Lyssenko, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extremely+short+halogen+bond%3A+the+nature+and+energy+of+iodine-oxygen+interactions+in+crystalline+iodic+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Mendeleev.+Commun%22%5BJournal%5D)">Extremely short halogen bond: the nature and energy of iodine-oxygen interactions in crystalline iodic acid.</a> Mendeleev. Commun. 21, 250-252 (2011).</li>
<li>Bockmon, B. S., Pantoya, M. L., Son, S. F., Asay, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combustion+velocities+and+propagation+mechanisms+of+meta-stable+intermolecular+composites%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Combustion velocities and propagation mechanisms of meta-stable intermolecular composites.</a> J. Appl. Phys. 98 (6), 064903(2005).</li>
<li>Pantoya, M. L., Levitas, V. I., Granier, J. J., Henderson, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+bulk+density+on+reaction+propagation+in+nanothermites+and+micron+thermites%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Propul.+Power%22%5BJournal%5D)">Effect of bulk density on reaction propagation in nanothermites and micron thermites.</a> J. Propul. Power. 25 (2), 465-470 (2009).</li>
</ol>

كل الكتاب ليس لديهم مصالح مالية منافسة أو الصراعات الأخرى ذات الاهتمام.

تم تصنيعه مسحوق أنا 4 O 9 درس هنا باستخدام نهج &quot;الجاف&quot; لتشكيل أنا 4 O 9 عن طريق الجمع بين اليود عنصر والأكسجين. ويشار إلى هذه العينة لوأنا 4 O 9. تم توليفها نانو الجسيمات أنا 2 O 5 أيضا لهذه الدراسة. على وجه التحديد، كانت ساخنة جزء من أنا 4 O 9 الماضي درجة حرارة التفكك من أنا 4 O 9 (أي 180 درجة مئوية) ولكن تحت درجة حرارة التفكك من أنا 2 O 5 (400 درجة مئوية). نتائج هذه العملية في الجسيمات التي يبلغ قطرها ما بين 200-400 نانومتر. ويشار إلى هذه العينة كما نانو أنا 2 O 5. تم الحصول على قياسات حجم الجسيمات من قبل تيم الذي يتطلب العينة أن يكون في فراغ. ومع ذلك، وأنا 4 O 9 يتفكك إلى I 2 O 5 في فراغ، لذلك لم يتم الحصول على أبعاد أنا 4 O 9 مباشرة. لأن نانو أنا 2 O &lt;بأقطار الفرعية&gt; 5 الجسيمات ما بين 200-400 نانومتر، وتوليفها عن طريق تسخين العينة أنا 4 O 9، فمن المفترض أن أكون 4 O 9 ديها أقطار مماثلة. والنهج الأكثر شيوعا لتجميع أنا 2 O 5 هو بسبب الجفاف الحراري للحمض iodic لتشكيل I 2 O 5 1،2،8 والمواد المصنوعة باستخدام هذه العملية غير متوفرة تجاريا. تلقي التجاري الأول 2 O 5 كما بلورات الخشنة ويمكن أن يكون تركيزات مختلفة من الأحماض iodic اعتمادا على تخزين ومعالجة الظروف. لضمان عينات نقية أنا 2 O 5، العينات المجففة قبل استخدامها كما هو موضح في الخطوة 2.1.1.3. قطر من الجسيمات في هذه العينة ما بين 1-5μm. ويشار إلى هذه العينة لوأنا التجاري 2 O 5. يتم إجراء غير متبلور أنا 2 O 5 عينة من هذا المشبعة IO 3 الحل<html> . عندما كنت 2 O 5 يخلط مع الماء، ويتم إنشاء حل IO 3. ويتم ذلك في خطوة 2.1.2 وسوف الخطوات يترك المشبعة IO 3 الحل. المياه يحفز تكوين بلورات في الأحماض iodic. لتشكيل متبلور أنا 2 O 5 درجة الحرارة يجب أن تكون أعلى من درجة جفاف مرحبا 3 O 8 و ساخنة بمعدل التي لن تسمح بنية الكريستال لتشكيل، وهذا يتم في الخطوة 1.2. فإن تركيز IO 3 في حل تحديد مقدار أنا غير متبلور 2 O 5 إنشاؤها أثناء الجفاف. وينبغي لهذه العينات إلى اللون الأحمر بعد الجفاف مما يدل على عينة هو شكل غير متبلور من أنا 2 O 5. ويشار إلى هذه العينة لوأنا غير متبلور 2 O 5. أيضا، كان بريفورميد تحليل حيود الأشعة السينية (غير مدرجة) وأكد هيكل غير متبلور من أنا 4 O 9 و أنا غير متبلور 2 O 5 عينات. والأنف والحنجرة &quot;&gt; عندما تكون في الحل، HIO 3 ستفرج المياه الزائدة وإنشاء البنية البلورية، والوقت اللازم لتتبخر المياه الزائدة يعتمد على حجم الكأس، والصحة الإنجابية، وتركيز المحلول IO 3. في مختبرنا في 20٪ RH الخلط بالطريقة التي نوقشت أعلاه، هناك حاجة إلى 3-5 أيام لتتبخر المياه الزائدة من العينات. والحل يتحول إلى اضحة وضوح الشمس الصلبة. ويظهر ذلك عملية في الخطوة 2.1.3 وأشار إلى عينة كما HIO 3 يذوى. حامض Iodic سيتم يشار إلى HIO التجاري 3. عندما تتعرض لحل أو الماء في الغلاف الجوي، واليود (V) أكسيد يخضع التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى تغيير تكوين المنتج النهائي. للتخفيف من هذا التحول، يتم خلط جميع أكاسيد ستة أيضا مع شركة دون حل. تم معايرة التحليل الحراري باستخدام DSC-TGA في جو الأرجون باستخدام عينات مع درجات الحرارة بداية المعروفة وخسائر جماعية. أنبوب اللهب ليستخدم pparatus يعرف باسم أنبوب Bockmon 23 لقياس سرعة اللهب. تجارب سرعة اللهب حساسة لكثافة الجزء الأكبر من الخليط. Pantoya آخرون أنه بالنسبة للthermites نانو آل القائمة، وزيادة الكثافة يمكن قمع آلية آل التفاعل وتقليل دور نقل الطاقة الحمل الحراري وبالتالي تأخير سرعة اللهب 24. لهذا السبب، وتجارب أجريت لمخاليط مختلفة مصممة عادة للحفاظ على الكثافة ثابتة. ومع ذلك، فإن الخصائص الفيزيائية والكيميائية للالمؤكسدات فحص هنا تختلف هذه بشكل كبير أنه لم يكن من الممكن الحصول على الكثافة الظاهرية تتفق مع كل الخلطات الجافة ستة. وبسبب هذا، ويتم اختبار العديد من أكاسيد اليود مع الخصائص الفيزيائية والكيميائية المختلفة لتوفير أساس المقارنة التي تضم الاختلافات في٪ TMD، التركيب البلوري، والدول الماء. بعد أن تم وضع مسحوق داخل الأنابيب وقياسها، ويستخدم السلك الساخن لإشعال عن بعد الخليط. بعد أن يتم إعداد أنابيب اللهب مع خليط مسحوق، يتم قياس سرعة اللهب في غرفة الاحتراق باستخدام كاميرا عالية السرعة. ويمكن زيادة معدل الإطار الكاميرا عن طريق خفض القرار. الحد من قرار لزيادة معدل الإطار سوف تنتج أقل خطأ من دقة أعلى في معدل الإطار أبطأ. هذا هو السبب، في خطوة 4.2.2، وهو أدنى القرار الذي لا تزال صورة يتم استخدام أنبوب اللهب بأكمله، وهذا سوف يزيد الحد الأقصى لقطة في الثانية يمكن للكاميرا تسجيل دون فقدان المعلومات. لدينا غرفة، تم استخدام قرار من 256 × 86 الذي يسمح للكاميرا لتسجيل في 300،000 إطارا في الثانية. قياس سرعة اللهب في خليط شديدة التفاعل من الصعب بطبيعتها نظرا لوجود عدد كبير من المتغيرات التي يمكن أن تؤثر على التفاعلات (أي تجانس الخليط، وحجم الجسيمات، والكثافة، والتوجيه نشر، نشر السرعة، وما إلى ذلك). باستخدام أنبوب الكوارتز مع diamete داخلص أقل من 4 مم في تركيبة مع كاميرا عالية السرعة مع مرشحات الكثافة محايدة، اتجاه الانتشار والسيطرة (أي 1-D) وكمية الضوء التي يتلقاها الكاميرا يمكن خفضها الى الحد الأدنى من عتبة تلك التي الحافة الأمامية من الضوء المنبعث من رد فعل يمكن أن ينظر إليها وتقاس بوضوح. يفترض هذا القياس أن تطور هذا مستوى الضوء المنخفض في نفس معدل الجبهة رد فعل. لهذا السبب، قد لا تكون ثنائيات ضوئية دقيقا لتتبع انتشار رد فعل لأن شدة الضوء كبيرة من الانبعاثات قد يسبب ضوء للسفر وتشبع أجهزة الاستشعار أسرع من رد الفعل. أيضا، 1-2 سم الأولى من طول الأنبوب يعتبر منطقة المدخل، أو منطقة انتشار غير مستقرة أو التسارع. يجب أن تؤخذ القياسات الخطية من مسافة بوصفها وظيفة من الوقت بعد هذه المنطقة دخول لتحديد ثابتة سرعة اللهب الدولة. وDSC / TGA هو تحليل التوازن الحراري الذي SHOWS حركية التفاعل التفصيلية التي لا يمكن ملاحظتها في المواد شديدة التفاعل (أي لا يمكن ملاحظتها تحت ظروف توازن غير الحرارية). مزيج من التحليل واللهب بسرعة DSC / TGA تعطي معلومات محددة عن الاختلافات في حركية التفاعل التي قد يكون لها آثار على الاختلافات في نتائج سرعة اللهب. وبسبب هذا، فإن الجمع بين هذه الأساليب القياس الثاني هو أداة قوية لفهم والسيطرة على المواد شديدة التفاعل.

هناك العديد من المركبات أكسيد اليود (على سبيل المثال، HIO 3، مرحبا 3 O 8، و2 O 5، وأنا 4 O 9) ولكن درس الأكثر شيوعا لرد فعل مع الألومنيوم (آل) هو خامس أكسيد ثنائي يوديد واحد، و2 O 5 1 - 16. هناك أسباب تفضيل أنا 2 O 5 للاحتراق مع قناة: (1) I 2 O 5 لديه حالة الأكسدة من خمسة مما يجعله مؤكسد قوي للتطبيقات الاحتراق. (2) لقد 2 O 5 هي شبه مستقرة، وهذا يتوقف على الظروف الجوية، والتعامل معها بسهولة في شكل مسحوق. و (3) I 2 O 5 من السهل نسبيا لإنتاج ومتاحة بسهولة. أشكال أخرى من أكسيد اليود التي تم دراستها هي HIO 3، مرحبا 3 O 8، وأنا 4 O 9. عند تسخينها إلى درجات حرارة منخفضة (أي 180 درجة مئوية)، وأنا 4 O 9 لتتحلل rmally إلى I 2 O 5 6 كما هو مبين في المعادلة (1) ورد فعل التحلل هو طارد للحرارة. (1) 5I 4 O 9 → 9I 2 O 5 + I 2 إذا كنت 4 O 9 يمكن استخدامها في مكان أنا 2 O 5، مجموع الطاقة المحررة من رد فعل قد تزيد بسبب تحلل طارد للحرارة من أنا 4 O 9 في درجة حرارة أقل من الاشتعال وردود الفعل درجات الحرارة آل (أي، &lt;660 ° C ) وتحت درجة حرارة التفكك من أنا 2 O 5 (أي حوالي 350 درجة مئوية). أيضا، وأنا 4 O 9 يولد 8 وزن٪ أكثر أنا غاز 2 بالمقارنة مع أنا 2 O 5 التي يمكن أن تستخدم لتحييد العوامل البيولوجية. ومع ذلك، وأنا 4 O 9 لديه وزن جزيئي أعلى بالمقارنة مع أنا 2 O 5 وأنه من غير المعروف إذا كان أكثر الطاقةصدر في كتلة أو في حجم عند استخدام أنا 4 O 9 مقارنة I 2 O 5. باستخدام أنا 4 O 9 يمكن أن توفر وسيلة لنقل كميات كبيرة من اليود الصلب، وبناء على الاشتعال، وإطلاق سراح اليود الغازي. ولكن، وأنا 4 O 9 المسحوق هو عادة غير مستقر. في الواقع، Wikjord وآخرون. 6 أظهر أن أكثر أوقات قصيرة جدا و4 O 9 متحللة في الأول 2 O 5 حتى مع التعرض المحدود إلى الغلاف الجوي. عدم الاستقرار هذا يحد من فائدة من أنا 4 O 9 كما مؤكسد في تطبيقات الاحتراق. الأحماض Iodic، مثل HIO 3 و مرحبا 3 O 8، شكل عندما يتعرض لي 2 O 5 إلى الماء إما من الرطوبة النسبية (RH) من الغلاف الجوي أو من الغمر في السائل 1،3. لتطبيقات الاحتراق، و2 O 5 وعادة ما يفضل على الأحماض iodic المائية بسبب evaporatiعلى المياه على الاحتراق تمتص الطاقة ويقلل من الحرارة الكلية المنتجة. على الرغم من الطبيعة ماص للحرارة لهذا التغيير المرحلة، سميث وآخرون. 3 أظهر التبخر السريع للماء أثناء احتراق آل مع أنا 2 O 5 تتكون جزئيا من الأحماض iodic إنتاج جيل غاز كبير أن زيادة نقل الطاقة الحمل الحراري وينتج بسرعة لهب أعلى من آل + أنا 2 O 5 وحدها. على وجه التحديد، كان خليط مع تركيزات أعلى من الأحماض iodic تصل إلى سرعات أعلى لهب 300٪ من خليط مع تركيز أقل من الأحماض iodic 3 معدل الامتصاص من الماء في الغلاف الجوي يعتمد على RH. هناك عتبة RH حيث يبدأ امتصاص وتعتمد على الدولة ترطيب 2. ليتل وآخرون أظهرت عتبة RH 70٪ للHIO 3 و عتبة RH 40٪ للمرحبا 3 O 8 2. من هذا، فمن المفترض أن عتبة RHيزيد مع زيادة الدول الماء. بسبب خصائصه ديليكويسسينت، معظم الدراسات التي تستخدم I 2 O 5 كما مؤكسد هي في الواقع تستخدم I 2 O 5 مع تركيزات كبيرة من حمض iodic 2،5،7،17. ومع ذلك، فإن تركيزات الأولية للعينات يمكن السيطرة عليها عن طريق تسخين العينات فوق 210 درجة مئوية حتى عن الأنواع المائية والمجففة. يأتي هذا في أعقاب آلية الماء والجفاف من أنا 2 O 5 هو مبين في Selte وآخرون. 1 في (2) المعادلات. (2A) الترطيب: 3I 2 O 5 + 3H 2 O → 2HI 3 O 8 + 2H 2 O → 6HIO 3 (2B) الجفاف: 6HIO 3 → 2HI 3 O 8 + 2H 2 O → 3I 2 O 5 + 3H 2 O الخطوة الأولى في الجفاف يحدث في 110 درجة مئوية عندما HIO 3 dehydrآتش إلى مرحبا 3 O 8. الخطوة الثانية من الجفاف يحدث في 210 درجة مئوية عندما يجفف مرحبا 3 O 8 إلى I 2 O 5. لأن التركيز الأولي متاحة تجاريا أنا 2 O 5 تتكون في معظمها من الأحماض iodic، لم تدرس خصائص امتصاص النقي أنا 2 O 5 بدقة. ومن المفترض أن عتبة وامتصاص معدلات RH تعتمد على الخصائص الفيزيائية (أي حجم الجسيمات، التركيب البلوري) جنبا إلى جنب مع دولة ترطيب الأولية وأن أكسيد اليود الذي هو غير متبلور قد يكون له عتبة RH أقل وزيادة معدلات الترطيب. هناك حاجة إلى عزل أكاسيد اليود من الماء في الغلاف الجوي للسيطرة على الحالة الأولية للمركبات أكسيد اليود. أسلوب واحد من عزل أنا 2 O 5 من الغلاف الجوي وحظر امتصاص الماء مع الطلاء. على سبيل المثال، كان ليتل وآخرون قادرة على الحد من معدل امتصاص والمبلغ الإجمالي للمحطاأكاسيد اليود drated التي كتبها عينات الطلاء بالرش مع الاتحاد الافريقي / المشتريات 2. فنغ وآخرون. 8 تخمل سطح I 2 O 5 الجسيمات مع الحديد 2 يا 3 الطلاء الذي يمنع امتصاص الماء على فترات طويلة من التعرض للأجواء المحيطة. يمكن تطبيق نهج مماثل للمساعدة في استقرار أنا 4 O 9. وهناك طريقة أخرى لتحسين استقرار أنا 4 O 9 قد يكون نهج جديدة لتخليق لها. إذا يمكن توليفها المواد بطريقة تمنع إدخال الأنواع المائية، ثم تأثير topochemical أن يحفز امتصاص الماء يمكن أن تحول دون وبالتالي تثبيت استقرار مؤكسد. 4 O 9 أنا درست هنا تم تصنيعه باستخدام عملية &quot;الجافة&quot; التي لا يدخل الأنواع المائية وتمكن من تحليل لشكل أكثر استقرارا من أنا 4 O 9 مسحوق. هدفنا هو تحليل حركية ASSOCIAT الأساسيإد مع أنا 4 O 9 التحلل والتفاعل مع آل فضلا عن السلوك انتشار الطاقة الأساسي للتفاعل آل + I 4 O 9. ويتم تحليل حركية التفاعل باستخدام التشخيص التوازن الحراري بما في ذلك الكالوري التفاضلية المسح والتحليل الوزني الحراري (DSC-TGA). ويتم تحليل نشر الطاقة باستخدام التصوير سرعة عالية لنشر رد الفعل من خلال مزيج مسحوق على الاشتعال في أنبوب شفاف. تطوير أساليب تجميع لإنتاج أنا 4 O 9 وسائل لتحقيق الاستقرار أنا 4 O 9 كانت بطيئة بالمقارنة مع أشكال أخرى من أكسيد اليود. والهدف من هذه الدراسة هو إظهار أن الطاقة والغاز حررت من ردود الفعل التي تنطوي أنا 4 O 9 هي أكبر من ردود الفعل التي تنطوي على أكاسيد اليود أخرى. وبهذه الطريقة، قد يكون البحث العلمي المستقبلي في توليف وتوصيف أنا 4 O 9 مفيد للعديد من التطبيقات.

<table><tbody><tr><td>خامس أكسيد اليود (تجاري I2O5)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>229709</td><td>التجاري I2O5</td></tr> <tr><td>(تجاري HIO3)</td> <td>Alfa Aesar</td><td>A11925</td><td>Comercial HIO3</td></tr> <tr><td>tetraiodine nonoxide (I4O9)</td> <td>Lynntech Inc</td><td></td><td>يتم تصنيعها باستخدام عملية</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td> جافة <td>يتم تشغيل الماء المقطر المحلي من خلال مرشح ميكرون</td></tr><tr><td>80 نانومتر الألومنيوم</td><td>NovaCentrix</td><td>AL-80-P</td> مقياس المسح التفاضلي <td>من الألومنيوم</td></tr><tr><td>مع محلل القياس الوزني الحراري (DSC-TGA)</td> <td>Netzsch</td><td>STA-449</td><td>تحليل التوازن لتدفق الحرارة وفقدان</td></tr> <tr><td>الكتلةسونيك واند</td><td>ميسونيكس</td><td>سونيكاتور 3000</td><td>يوفر موجات فوق صوتية للمساعدة في خلط المساحيق المتفاعلة</td></tr><tr><td>Phantom</td> عالية السرعة كاميرا <td>عالية السرعة كاميرا عالية</td> السرعة <td>Phantom 2512</td><td>لتصور اللهب الأمامي</td></tr><tr><td>توازن الكتلة</td><td>Ohaus</td><td>Ohaus Explorer</td><td>وزن مساحيق بدقة 0.1 مجم تصل إلى سعة 110 جم</td></tr></tbody></table>

حركية التفاعل والاحتراق ديناميات أنا<sub&gt; 4</sub&gt; o<sub&gt; 9</sub&gt; ومخاليط الألومنيوم

Reaction Kinetics and Combustion Dynamics of I4O9 and Aluminum Mixtures

Tetraiodine nonoxide (أنا 4 O 9) تم تصنيعه باستخدام نهج الجاف الذي يجمع بين الأكسجين عنصر اليود ودون إدخال الأنواع المائية. نهج التوليف يمنع تأثير topochemical تعزيز الترطيب السريع عند تعرضها للرطوبة النسبية للهواء المحيط. تم تحليل هذه مستقرة، غير متبلور، مواد نانو الجسيمات باستخدام الكالوري التفاضلية المسح الضوئي (DSC) والتحليل الوزني الحراري (TGA) وأظهر إطلاق الطاقة الطاردة للحرارة عند درجة حرارة منخفضة (أي 180 درجة مئوية) لتحويل I 4 O 9 إلى أنا 2 O 5. هذا الإصدار إضافي الطاقة الطاردة للحرارة يساهم في زيادة التفاعل الشامل أنا 4 O 9 عندما تجف مختلطة مع نانو الألومنيوم (آل) مسحوق، مما أدى إلى الحد الأدنى من زيادة 150٪ في سرعة اللهب مقارنة لقناة + I 2 O 5. وتبين هذه الدراسة أنه مؤكسد، وأنا 4 O 9 ديها أكثرإمكانية رد الفعل من الأشكال الأخرى لل(V) أكسيد اليود عند دمجها مع القاعدة، وخاصة إذا كنت 4 O 9 يمكن تخمل لمنع امتصاص الماء من البيئة المحيطة بها.

ويرد بروتوكول لقياس سرعة اللهب من خليط التفاعل يتكون من nonoxide tetraiodine (أنا 4 O 9) والألومنيوم (آل). وتقدم أيضا طريقة لتسوية حركية التفاعل باستخدام الكالوري التفاضلية المسح الضوئي (DSC). تبين أنني 4 O 9 غير 150٪ أكثر من رد الفعل (V) أكاسيد اليود أخرى.

حركية التفاعل والاحتراق ديناميات أنا<sub&gt; 4</sub&gt; O<sub&gt; 9</sub&gt; ومخاليط الألومنيوم

Tetraiodine nonoxide (I4O9) has been synthesized using a dry approach that combines elemental oxygen and iodine without the introduction of hydrated ...

الهدف العام من هذا الإجراء هو وضع منهجية لتوصيف تفاعلية المركبات عالية الطاقة. يمكن لهذه الطريقة أن تساعد في الإجابة على أسئلة جوهرية في مجال الاحتراق، مثل كيف يمكننا جعل الخليط النشط أكثر تفاعلية؟ وتكمن الميزة الرئيسية لهذه التقنية في أنها تقيس جبهة التفاعل بشكل مباشر وغير تداخلي.أي أن ذلك يمثل موقع السطوع الأقصى. وتمتد تطبيقات هذه التقنية لتشمل أنظمة تفاعلية أخرى طالما أن التفاعل يولّد جبهة لهب ذاتية الانتشار. وبوجه عام، قد يواجه الأشخاص المبتدئون في هذه الطريقة صعوبة في حشو أنابيب اللهب.تؤثر كثافة التعبئة والكتلة الإجمالية على سرعات اللهب، لذا يلزم اتباع تقنية صحيحة للحصول على بيانات دقيقة ومتسقة. أولاً، يتم تحضير حمض اليوديك، وخماسي أكسيد ثنائي اليود، وتساعي أكسيد رباعي اليود المصنع ثلاثياً، وخماسي أكسيد ثنائي اليود النانوي. وباستخدام الهاون والمدقة، يتم سحق 10 grams من بلورات خماسي أكسيد ثنائي اليود التجارية لتحويلها إلى مسحوق متجانس.بعد ذلك، يتم توزيع المسحوق في جفنة سيراميكية. تُسخن الجفنة بمعدل 10 °C في الدقيقة حتى تصل إلى 250 °C، وتُثبت عند هذه درجة الحرارة لمدة خمس دقائق لإزالة حمض اليوديك. ولتحضير عينة من خماسي أكسيد ثنائي اليود غير المتبلور، ضع 3 g من مسحوق خماسي أكسيد ثنائي اليود المجفف في دورق زجاجي مزود بمحرك مغناطيسي.أضف ثلاثة جرامات من الماء المقطر وحرك الخليط لمدة 20 دقيقة لتكوين محلول يودات مائي. سخن المحلول في فرن حتى 250 °C بمعدل 20 درجة في الدقيقة، وحافظ على هذه درجة الحرارة لمدة 10 دقائق للحصول على جرام واحد من خماسي أكسيد ثنائي اليود غير المتبلور. قم بتحضير محلول يودات مائي آخر.استمر في تحريك المحلول في بيئة منخفضة الرطوبة حتى يتبخر الماء الزائد، مما يؤدي إلى ترسيب حمض اليوديك المائي. وللتأكد من إزالة جميع آثار الماء، ضع عينة من حمض اليوديك الصلب في جهاز مسعر المسح التفاضلي وسخنها حتى 250 degrees celsius بمعدل 10 degrees per minute. إذا أظهر التحليل الحراري الوزني أن إجمالي فقدان الكتلة في نطاق درجة الحرارة أقل من 210 degrees celsius يتجاوز 5%، فهذا يشير إلى وجود ماء زائد، وتحتاج العينة إلى مزيد من الوقت للتبخير.إذا كانت فقدان الكتلة تحت 210 °C أقل بكثير من 5%، فإن خماسيد ثاني اليود لا يزال موجوداً ويجب إذابة العينة في الماء وتحريكها مرة أخرى. لتحضير مخاليط الوقود والمؤكسد في سائل حامل، اخلط أولاً المؤكسد بعناية مع ألومنيوم بحجم 80 nanometer في دورق لتحقيق وزن نهائي قدره 2 g. أضف 60 mL من isopropanol إلى الدورق.قم بمعالجة الخليط بالموجات فوق الصوتية لمدة دقيقتين. صب الخليط المعالج بالموجات فوق الصوتية في طبق زجاجي داخل خزانة استخلاص من الأدخنة في بيئة ذات رطوبة نسبية تبلغ 20%. اترك المذيب ليتبخر لمدة 24 ساعة.قم بتأريض شفرة حلاقة باستخدام سلك موصل. وباستخدام شفرة الحلاقة المؤرضة، قم بإزالة الخليط الجاف من الوعاء الزجاجي. ثم قم بنخل الخليط في وعاء محكم الإغلاق.لتحضير عينات مختلطة جافة، ابدأ بنخل وخلط ألومنيوم بحجم 80 نانومتر ومؤكسد لتحضير عينة بوزن جرامين مع نسبة تكافؤ أكسجين للوقود تساوي واحد. أحكم إغلاق الخليط في حاوية محكمة الإغلاق وضعها على طاولة اهتزاز لمدة ثلاث دقائق لإتمام عملية الخلط. في جهاز قياس سعرة المسعر المسحي التفاضلي المزود بمحلل حراري وزني، قم بتسخين بوتقات الألومينا إلى 1500 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة لإزالة أي بقايا.بعد ذلك، قم بوزن البواتق وسجل الأوزان. ضع 10 mg من كل خليط في بوتقة. ضع بواتق العينة والمرجع على المزدوجة الحرارية في جهاز DSC-TGA، وسخن كل عينة بمعدل 10 °C في الدقيقة حتى 600 °C في جو من الأرجون لإجراء تحليل التوازن الحراري.لبدء تحضير أنابيب اللهب لتحليل انتشار الطاقة، قم بتغطية أحد طرفي كل أنبوب كوارتز بشريط لاصق كهربائي. ثم قم بوزن كل أنبوب. وباستخدام ملعقة صغيرة، ضع كل عينة من المسحوق داخل الأنابيب، مع النقر برفق على الأنبوب فوق سطح صلب لترسيب المسحوق بعد كل إضافة.بالنسبة للعينات ذات الكثافة الظاهرية المنخفضة، استخدم قضيباً ضيقاً لضغط المسحوق. يؤدي النقر على الأنبوب بعد كل مغرفة من المسحوق إلى ترسيب المسحوق أثناء إضافته، مما يجعل كثافة التعبئة متساوية في جميع أنحاء الأنبوب. إذا تم تعبئة المسحوق بشكل غير متساوٍ، فإن كتلة العينة في الأنبوب ستكون متفاوتة.قم بتحضير ثلاثة أنابيب لكل خليط. أضف المسحوق إلى كل أنبوب من الأنابيب الثلاثة حتى تصبح الأوزان متقاربة في حدود 5% من بعضها البعض وتُملأ الأنابيب بالكامل. بعد ذلك، قم بقص سلك من النيكل والكروم إلى قطع بطول 10 centimeter لكل منها.قم بثني الأسلاك على شكل حرف v. ثم أدخل طرف السلك الذي على شكل v في كل أنبوب. ثبّت الأنبوب بالشريط اللاصق بحيث يظل السلك ثابتاً ويكون المسحوق مؤمناً.قم بتجهيز غرفة احتراق مزودة بفتحات رؤية مناسبة ونظام تهوية ملائم موصل بـ غطاء fume hood. قم بتثبيت كاميرا عالية السرعة بشكل عمودي على اتجاه انتشار اللهب. اضبط تركيز الكاميرا على أنبوب العينة، مع تعديل العدسة وموضع الكاميرا بحيث يمكن استخدام أدنى دقة تصوير ممكنة.ضع مسطرة في مجال رؤية الكاميرا والتقط صورة لمعايرة المسافة. قم بتقليل وقت التعرض وتركيب مرشحات الكثافة المحايدة بحيث لا تظهر صورة اللهب معرضة للإضاءة بشكل مفرط. يجب تقليل كمية الضوء التي تصل إلى الكاشف في الكاميرا بحيث يتم تسجيل الحافة الأمامية لجبهة التفاعل وليس الحافة الأمامية للضوء.قم بتوصيل مولد الجهد بالأسلاك عبر الوصلات المعزولة ثم أغلق الغرفة بإحكام. اضبط مولد الجهد على 10 volts وقم بتشغيل الكاميرا عالية السرعة. قم بتشغيل مولد الجهد لبدء التفاعل.بعد انتهاء التفاعل، قم بتصدير الفيديو إلى برنامج يتتبع موضع جبهة اللهب كدالة في الزمن. ارسم خط اتجاه خطي بناءً على معلومات المسافة والزمن، ثم استبعد نقاط البيانات التي تم جمعها قبل وصول التفاعل إلى الحالة المستقرة. وتكون سرعة اللهب هي ميل خط الاتجاه في الحالة المستقرة.تم تحليل أربعة مخاليط من مؤكسدات الألمنيوم باستخدام مسعر المسح التفاضلي. أظهر الخليط الجاف من الألمنيوم وغير أكسيد رباعي اليود سلوكاً طارداً للحرارة عند 180 درجة مئوية، وهو ما يتطابق مع السلوك الطارد للحرارة لغير أكسيد رباعي اليود غير المخلوط. وأظهرت مخاليط غير أكسيد رباعي اليود وخماسي أكسيد ثنائي اليود النانوي في السائل الناقل سلوكاً متطابقاً تقريباً في التدفق الحراري، مما يشير إلى أن عملية الخلط الرطب قامت بتحويل غير أكسيد رباعي اليود إلى أنواع من خماسي أكسيد ثنائي اليود.أظهرت عينات خماسي أكسيد ثنائي اليود الممزوجة رطباً سرعات لهب أعلى من العينات الممزوجة جافاً، مما يشير إلى أن استخدام سائل حامل قد زاد من التفاعلية، كما لوحظت زيادة كبيرة في التجانس في عينة خماسي أكسيد ثنائي اليود التجارية. ومع ذلك، كانت سرعة اللهب لغير أكسيد رباعي اليود أعلى بكثير من عينات خماسي أكسيد ثنائي اليود الممزوجة رطباً ذات الكثافات الظاهرية العالية والمنخفضة على حد سواء، مما يشير إلى أن غير أكسيد رباعي اليود أكثر تفاعلية من خماسي أكسيد ثنائي اليود. وأثناء محاولة تنفيذ هذا الإجراء، من المهم تذكر أن هذه المخاليط حساسة للصدمات والتفريغ الكهربائي الساكن (ESD) ودرجة الحرارة.ارتدِ معدات الوقاية الشخصية في جميع الأوقات، وقم بتأريض جميع المعدات المعدنية، وافصل هذه المخاليط عن مصادر الحرارة، واحرص على عدم إسقاط هذه المخاليط. بعد اتباع هذا الإجراء، يمكن تنفيذ طرق أخرى مثل DSC-TGA للإجابة على أسئلة إضافية حول كيفية تأثير الحركية الكيميائية على سرعات اللهب العيانية والتفاعلية. بعد مشاهدة هذا الفيديو، سيكون لديك فهم جيد لكيفية قياس تفاعلية المواد النشطة المسحوقة.تذكر أن العمل مع المواد النشطة قد يكون خطيرًا للغاية، لذا يُنصح باتخاذ تدابير وقائية مثل حصر حجم العينة في كميات بالمليجرام.

reaction-kinetics-combustion-dynamics-i4o9-aluminum

Research

JoVE Journal

Engineering

الهندسة

يتم قياس الأنواع الجزيئية الذرية وثنائية الذرة وقت حل باستخدام LIBS. يتم جمع الأطياف على مختلف التأخير الزمني التالي توليد البلازما انهيار البصرية مع الثانية: YAG ليزر الأشعة وتحليلها لاستنتاج كثافة الإلكترونات ودرجة الحرارة.

قياس وتحليل الهيدروجين الذرية والجزيئية الجزيئات ثنائية الذرة منظمة العمل العربية، C<sub&gt; 2</sub&gt;، CN، وتيو الأطياف الآتي الناجم عن انهيار الليزر الضوئية

أخذ العينات الغاز من النيران على نطاق المختبر مع تحليل على الانترنت من جميع الأنواع عن طريق قياس الطيف الكتلي هو وسيلة قوية للتحقيق في خليط معقد من المركبات الكيميائية التي تحدث أثناء عمليات الاحتراق. إلى جانب التأين الناعمة الانضباطي عبر الأشعة فوق البنفسجية فراغ ولدت السنكروتروني، توفر هذه التقنية المعلومات ايزومير-حلها ويحتمل أن تكون خالية من جزء أطياف الشامل.

تجارب اللهب في مصدر الضوء المتقدم: رؤى جديدة في عمليات تشكيل السخام

يصف هذا البروتوكول إعداد gasless ذات البنية النانومترية المواد النشيطة (ني + القاعدة، تا + C، C + تي) باستخدام الكرة قصيرة الأجل عالية الطاقة طحن (HEBM) تقنية. كما يصف عالية السرعة طريقة التصوير الحراري لدراسة التفاعل من nanocomposites ملفقة ميكانيكيا. هذه البروتوكولات يمكن أن تمتد إلى أخرى ذات البنية النانومترية رد الفعل مواد حيوية.

إعداد والتفاعلية من Gasless ذات البنية النانومترية المواد الطاقوية

يتضمن الاختبار التنموي للمتفجرات شديدة الانفجار للتطبيقات العسكرية صياغة صغيرة الحجم ، واختبار السلامة ، وأخيرا اختبارات أداء التفجير للتحقق من الحسابات النظرية. ستشارك هذه الورقة اختبارات التطوير النموذجية المرتبطة بقياس سرعة التفجير وضغط التفجير.

البحوث والتنمية من المتفجرات عالية الأداء

تم تطوير بروتوكول لإنشاء عادم احتراق غني بالوقود من خلال توصيف الاحتراق ويتم تطبيقه لاختبار وأبحاث خلايا الوقود المدعومة باللهب الأنبوبي الصغير.

احتراق توصيف ونموذج التنمية وقود الصغرى أنبوبي خلايا الوقود بمساعدة لهب

ويصف هذه المخطوطة توليف مصفوفات الومينوفوسفاتي القابلة للاحتراق برد فعل حمض أورثوفوسفوريك (ح3ص4) مع نانوبوودير الألومنيوم. عندما ينفذ هذا رد فعل مع الألومنيوم الزائد حضور نانوبوودير ثالث أكسيد التنغستن، أنه يؤدي إلى رغوة نانوثيرميتي الصلبة، المليئة بالثغرات.

نانوثيرميتي مع الحلوى تشبه مورفولوجيا: من مسحوق فضفاض لكائنات فائقة المسامية

تحقيق في كيمياء الاحتراق الأكسدة رواية الوقود الأحيائي، ومكونات الوقود، أو وقود الطائرات بمقارنة كمية انتواع يتم تقديم البيانات. البيانات يمكن استخدامها للتحقق من صحة نموذج الحركية وتمكن استراتيجيات تقييم الوقود. يصف المفاعل الغلاف الجوي درجات الحرارة المرتفعة تدفق هذه المخطوطة ويوضح قدراته.

كيمياء احتراق الوقود: انتواع كمية البيانات المتحصل عليها من على مفاعل الغلاف الجوي درجات حرارة عالية تدفق مع اقتران مطياف كتلة جزيئية شعاع

يتم تقديم تقنية استخدام الحبوب الوقود الصلب مع بنية الرواية المتداخلة الهليلة لتحسين أداء الاحتراق من محرك صاروخ هجين.

تحسين أداء الاحتراق لمحرك صاروخ هجين باستخدام حبة وقود رواية ذات بنية بيضوية متداخلة

توضح هذه المقالة بروتوكولا تجريبيا يستخدم مطياف الكتلة الحركية لأيون البخاخ الكهربائي ، والحسابات الكمومية شبه التجريبية ، والتفكك الناجم عن تصادم العتبة الذي تم حله بالطاقة لقياس الكيمياء الحرارية النسبية لتفكك المجمعات المعدنية الثلاثية ذات الصلة.

الدراسات الكيميائية الحرارية للمجمعات الثلاثية Ni(II) و Zn(II) باستخدام مطياف الكتلة الأيونية

النسخ المتماثل هو أحد تقنيات المعالجة المستخدمة لإنتاج الإسفنج المعدني المسامي. في هذه الورقة ، يتم عرض أحد تطبيقات طريقة إنتاج الألمنيوم المسامي مفتوح الخلية بالتفصيل.

الصب بروتوكولات لإنتاج المفتوحة خلية كسوات الألومنيوم من قبل تقنية النسخ المتماثل والتأثير على المسامية

تعلم قياس سرعات اللهب لمخاليط I4O9 والألومنيوم باستخدام التحليل الحراري والتصوير عالي السرعة. يُظهر البروتوكول أن I4O9 أكثر تفاعلية بنسبة 150٪ من أكسيد اليود(V) الآخر.

حركية التفاعل والاحتراق ديناميات أنا

استكشف المزيد من الفيديوهات