СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА АДСОРБЦИИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для изучения кинетики зернистых материалов, в частности для измерения коэффициента адсорбции ферромагнитных наночастиц при различных температурах.
Устройство состоит из электронных весов, секундомера, лабораторного автотрансформатора (ЛАТР), сосуда, заполненного адсорбентом (водой). Внутри сосуда установлен электронагревательный элемент, подключенный к ЛАТРу. К штативу прикреплены термометр и алюминиевый контейнер, подвешенный и погруженный в воду сосуда и содержащийдругой адсорбент любого вида (например, масло) в 1/3 части его объема и исследуемые ферромагнитные наночастицы.
Способ заключается в том, что при помощи электронных весов взвешивают сухие ферромагнитные частицы комнатной температуры и определяют их массу. Алюминиевый контейнер с маслом и насыпанными в нем ферромагнитными частицами подвешивают внутри сосуда с водой, которую при помощи электронагревательного элемента нагревают до 10°С в течение 20 мин. Ферромагнитным наночастицамдают впитать пары масла и увлажнится. Пошагово (шаг = 10°С), контролируя изменение температуры термометром, прогревают масло каждые 20 мин. Нагретые ферромагнитные наночастицы вынимают из алюминиевого контейнера, вновь взвешивают, определяют массу в согретом состоянии и продолжают данный процесс до достижения теплового равновесия и выравнивания снимаемых показаний.
Коэффициент адсорбции определяют по следующей формуле:

где, Г - коэффициент адсорбции, m1 – масса сухих наночастиц, m2 – масса увлажненных наночастиц (г), M – молярная масса адсорбента (г/моль).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для изучения кинетики зернистых материалов, в частности для измерения коэффициента адсорбции ферромагнитных наночастиц при различных температурах.
В результате патентного поиска аналогов не выявлено.
Целью является разработка способа и устройства для измерения коэффициента адсорбции фер-ромагнитных наночастиц при различных темпера-турах.
Заявленное устройство поясняется графическим изображением Фиг. 1, где приведена принципиальная схема экспериментальной установки.
Устройство состоит из лабораторного авто-трансформатора (ЛАТР) 1, сосуда 2 с адсорбентом (водой) 3. Внутри сосуда 2 установлен электронагревательный элемент 4, подключенный к ЛАТРу 1. К штативу (на схеме не показан) прикреплены термометр 8 и алюминиевый контейнер 5, подвешенный и погруженный в адсорбент 3 сосуда 2. Алюминиевый контейнер 5содержит исследуемый образец 6 - ферромагнитные наночастицы и адсорбент 7 любого вида (например, масло) в1/3 части его объема. Установка также включает электронные весы и секундомер (на схеме не показаны).
Устройство работает следующим образом.
При подаче ЛАТР-ом 1 напряжения 220В с силой тока 5А электронагревательному элементу 4 в сосуде 2 нагревается вода 3, которая также прогревает масло 7. Ферромагнитные наночастицы 6, размещенные в алюминиевом контейнере 5, поглощая пары масла 7, увлажняются. Контроль за изменением температурного режима и времени нагрева осуществляется при помощи термометра 8 и секундомера.
Способ осуществляется следующим образом.
Вначале при помощи электронных весов взвешивают исследуемый образец 6 в сухом состоянии комнатной температуры и определяют его массу. Затем алюминиевый контейнер 5 с маслом 7 и насыпанными ферромагнитными наночастицами 6 подвешивают внутри сосуда 2. Воду 3 нагревают до10°С при помощи электронагревательного элемента 4 в течение 20 мин. Ферромагнитные наночастицы 6 впитывают пары масла 7 и увлажняются. Пошагово (шаг = 10°С), контролируя изменение температуры термо-метром 8, прогревают адсорбент 7 каждые 20 мин. Согретые ферромагнитные наночастицы 6 вынимают из алюминиевого контейнера 5, вновь взвешивают и определяют их массу. Для ферромагнитных наночастиц данный процесс проводят несколько раз до достижения теплового равновесия и выравнивания снимаемых показаний.
По формуле (1) определяют временную зависимость при разности масс исследуемого объекта:
∆m=m-mo(1)
где, ∆m- разность масс, m –масса сухих и mo- влажных ферромагнитных наночастиц.
Время выдержки исследуемых объектов в зоне увлажнения выбирают в зависимости от способности влагопроницаемости зернистых материалов в диапазоне от 15 до 30 мин.
Коэффициент адсорбции зернистых материалов, порошков и наночастиц определяют по формуле (2):
(2)
где, Г - коэффициент адсорбции, m1–масса сухих наночастиц, m2 –масса увлажненных наночастиц (г), M–молярная масса адсорбента (г/моль).