Введение
Глава 1. Гидротермальный синтез микропористых пленок 15
1.1 Влияние параметров гидротермального синтеза на свойства цеолитных покрытий 18
1.1.1 Скорость нуклеации 19
1.1.2 Скорость кристаллизации 24
1.2 Выбор материала микрореактора 26
1.3 Влияние структурно-механических свойств поверхности подложки на скорость образования, однородность и толщину цеолитных покрытий 29
1.4 Влияние гидрофильности подложки на однородность и толщину цеолитных покрытий 36
1.5 Влияние условий синтеза цеолитных покрытий на их свойства 41
1.5.1 Управление процессом синтеза цеолитных покрытий 42
1.5.2 Механизм образования однородных цеолитных покрытий 47
1.6 Интенсификация синтеза цеолитных покрытий под воздействием микроволнового излучения 51
1.7 Масштабирование гидротермального синтеза 54
1.8 Применение микрореакторов с цеолитными покрытиями 58
1.8.1 Изучение модельных реакций 59
1.8.2 Диффузионное испарение 61
1.8.3 Тонкий органический синтез 63
1.8.4 Применение цеолитных микроадсорберов в космических технологиях 65
1.9 Дальнейшие направления развития в области синтеза и применения цеолитных покрытий 68
Глава 2. Получение мезопористых пленок на основе Si02 и ТЮ2 с управляемой наноструктурой 71
2.1 Основные закономерности золь-гель синтеза мезопористых пленок 71
2.1.1 Синтез мезопористых силикатных пленок 74
2.1.2 Синтез мезопористых пленок оксида титана 78
2.2 Методы получения тонких пленок через испарение растворителя 79
2.2.1 Получение ТММПметодом центрифугирования (Spin-coating) 80
2.2.2 Получение ТММП методом окунания (Dip Coating) 80
2.3 Увеличение стабильности силикатных пленок за счет контроля рН и введения алюминия 81
2.3.1 Влияние рН на толщину стенок каркаса и объём мезопор 83
2.3.2 Синтез алюмосиликатных пленок 85
2.3.3 Стабильность алюмосиликатных пленок в растворителях 94
2.4 Разработка метода синтеза мезопористых пленок оксида титана 97
2.5 Применение эллипсометрической порометрии для определения структурных характеристик нанопленок 101
2.6 Нанесенные катализаторы на основе ТММП 115
2.7 Нанесение тонких пленок на кремниевые диски с микроканалами и капилляры 119
Глава 3. Капиллярная гидродинамика 124
3.1 Оптимизация гидродинамики в микрореакторах в двухфазном течении жидкость-газ 124
3.1.1 Переход от макро- к микроканалам 125
3.1.2 Режимы течения в микроканалах 126
3.1.3 Параметры, определяющие границы гидродинамических режимов 129
3.1.4 Построение универсальных карт границ переходов для микроканалов 141
3.1.5 Формирование снарядного режима в микроканалах 146
3.2 Определение истинного газосодержания при снарядном режиме
течения в капиллярах 150
3.2.1 Модель материального баланса 152
3.2.2 Анализ толщины пленки жидкости 155
3.3 Расчет гидродинамического сопротивления при течении двухкомпонентной смеси 158
3.3.1 Гидродинамическое сопротивление газового пузыря 160
3.3.2 Расчет гидродинамического сопротивления в снарядном режиме 163
3.3.3 Экспериментальная проверка расчетных формул 168
Глава 4. Масштабирование процессов в микрореакторах 172
4.1 Расчет геометрии входного распределителя для однофазных потоков в ламинарном режиме 172
4.1.1. Расширяющиеся участки (диффузоры) 174
4.1.2 Критерии оценки степени неравномерности потока 176
4.1.3 Способы выравнивания потока 179
4.1.4 Оптимизация конфигурации объёмной решетки 192
4.1.5 Зависимость индекса неоднородности потока от параметров объёмной решетки 196
4.1.6 Проверка расчетных формул 205
4.1.7Методика расчета параметров решетки 209
4.2 Влияние неоднородности геометрии и параметров процесса на рабочие параметры микрореакторов 210
4.2.1 Гидродинамическое сопротивление 212
4.2.2 Скорость потока в микроканале 213
4.2.3 Распределение времени пребывания 214
4.2.4 Влияние неоднородности диаметра каналов на конверсию в микрореакторе 215
Глава 5. Интенсификация процессов в микрореакторах 221
5.1 Теплообмен 222
5.1.1 Одномерные корреляции для расчета коэффициентов теплоотдачи 222
5.1.2 Конечно-элементное численное моделирование теплопроводности каркасареактора 225
5.7.5 Эффект теплопроводности стенки на производительность микрореактора 228
5.1.4 Влияние скорости потока и температурной неоднородности на производительность микрореактора 232
5.2 Оптимизация геометрии микрореактора 234
5.2.1 Расчет температурного поля методом конечно-элементного моделирования 240
5.3 Оптимизация геометрии камер распределителей потока 245
5.4 Применение тонких пленок суперактивных катализаторов, стабилизированных на поверхности подложки 258
5.5 Интенсификация процессов в капиллярных микрореакторах 274
Заключение 285
Список литературы
