Kinetika izotermne nukleacije i rasta titan-okso-alkoksi klastera
Kinetics of isothermal nucleation and growth of titanium-oxo-alkoxy clusters
Metadata
Show full item recordAbstract
U ovoj doktorskoj disertaciji ispitivan je uticaj molarne koncentracije titan
tetraizopropoksida - Ti(OPri)4 (c), molskog odnosa hidrolize (h), i temperature (T), na
kinetiku izotermne nukleacije i rasta titan okso-alkoksi klastera (TOAC), dobijenih u
reakciji Ti(OPri)4 sa H2O u rastvoru n-propanola.
Analizom promene oblika izotermnih kinetičkih krivih, dobijenih pod različitim
reakcionim uslovima, identifikovana su tri različita stadijuma formiranja TOAC: 1)
nukleacija, 2) rast i, konačno, 3) agregacija i taloženje. Utvrđeno je da je brzina
izotermne nukleacije stepena funkcija molarne koncentracije titan tetraizopropoksida (c)
i molarne koncentracije vode (cw). Izračunate vrednosti kinetičkih parametara α* i β* u
izrazu za brzinu nukleacije povezane su sa promenama vrednosti reakcionih parametara
(c, h, T) ispitivanog procesa.
Izračunate su vrednosti prividne energije aktivacije Ea,n procesa nukleacije i povezane
sa promenama molarne koncentracije c i molskog odnosa hidrolize.
Predlo...žen je model mehanizma nukleacije TOAC.
Potvrđena je mogućnost matematičkog opisivanja kinetičkih krivih rasta TOAC
pomoću kumulativne dvo-parametarske Weibull-ove funkcije raspodele verovatnoće
vremena formiranja (t). Utvrđena je funkcionalna zavisnost parametara Weibull-ove
funkcije raspodele verovatnoće vremena formiranja - parametra oblika (β) i skalarnog
parametra (η) od temperature (T) za reakcione sisteme pod različitim uslovima.
Primenom diferencijalne izokonverzione metode, u svim ispitivanim slučajevima
utvrđeno je postojanje zavisnosti prividne energije aktivacije rasta TOAC (Ea,DG) od
stepena rasta (DG), što je ukazalo na kinetičku kompleksnost ispitivanog procesa rasta
TOAC kao posledicu energetske heterogenosti reakcionih vrsta, odnosno postojanja
određene funkcije gustine raspodele verovatnoća energija aktivacije...
In this doctoral dissertation, the influence of titanium tetraisopropoxide - Ti(OPri)4
molar concentration (c), molar ratio of hydrolysis (h), and temperature (T), on the
nucleation and growth isothermal kinetics of the titanium-oxo-alkoxy clusters (TOAC),
obtained by the reaction of Ti(OPri)4 with H2O in n-propanol solution, was investigated.
Based on the shape analysis of isothermal kinetic curves, obtained under different
reaction conditions, the presence of three different stages of TOAC formation was
identified: 1) nucleation, 2) growth and, finally, 3) aggregation and precipitation. It was
determined that the isothermal rate of nucleation is a power law function of titanium
tetraisopropoxide molar concentration (c) and the molar concentration of water (cw).
The values of kinetic parameters α* and β* in the expression for the nucleation rate were
calculated, and correlated with the change in values of reaction parameters (c, h, T) of
the investigated process.
The apparent activati...on energy Ea values for the nucleation process has been
calculated and correlated with the change of molar concentration c and molar ratio h.
The model for mechanism of TOAC nucleation is proposed.
It was confirmed that the kinetic curves of the TOAC growth could be
mathematically modelled by the cumulative two-parameter Weibull probability
distribution function of the growth time (t). The functional dependencies of the
parameters of Weibull probability distribution function of forming time - the shape
parameter (β) and the scale parameter (η) on the operating temperature (T), for the
reaction systems under different conditions, were determined...