Вивчено адсорбційна здатність оксидно-гідроксідних зразків, отриманих окисленням водою нанорозмірного електропідривної алюмінію '. Показано, що зразки містять нановолокна АlO (ОН), і неволокнистих фази інших гідроксидів і оксидів. Виміряні: питома поверхня (400 м2 / г); частка поверхні мікро мезопор (близько 90%); величина рН з-іонного стану (7,7), що відповідає позитивному потенціалу на поверхні; обмінна ємність для Н + і ОН-однакова для обох іонів (3,18 ммоль / г), що відповідає участі в обміні всій поверхні зразка. Отримано ізотерми адсорбції і визначена залежність адсорбції від рН для ряду речовин, що містять As3 +, As5 +, Cr5 +, Ni2 +. Показано, що As3 + адсорбується у вигляді молекул відповідної кислоти, As5 + H2AsO4, хром-хромат і біхромат-іонів, нікель Ni2 +. Максимальна місткість по анионам виявилася близькою близько 0,12 мекв / г, а для Ni2 + 0,24 мекв / г, що відповідає адсорбції іонів тільки на зовнішній поверхні і в макропори зразка.

Анотація наукової статті з хімічних наук, автор наукової роботи - Савельєв Г. Г., Юрмазова Т. А., Галанов А. І., Сизов С. В., Даниленко Н. Б.


Adsorpive capacity of nanosized aluminium oxide

The adsorbed capacity of the oxide-hydroxide samples, obtained by water oxidation of nanosized electroblasting aluminum has been investigated. It has been shown that samples contain nanofibers AIO (OH), and non-fibrous phases of hydroxides and oxides. The specific surface area (400 M2 / gr); surface part of both micro-and mesopores (about 90%); pH of isotonic condition (7,7), which corresponds to the positive potential on the surface; volume capacity for H + and OI +, which is the same for both ions (3,18 millimole / gr), which, in its turn, suits to the occurrence of the whole surface sample in the exchange process, have been measured. Isotherms of the adsorption have been obtained and adsorption dependence on pH for a number of substances containing As3 +, As5 +, Cr6 +, Ni2 + has been determined. It has been shown that As3 + adsorbs in the form of molecules in the corresponding acid, As5 + H2As04 \ chrome-chromate and biochromate in the form of ions, nickel Ni2 +. The maximum capacity of anions was about 0,12 miliiequivalent / gr, and for Ni2 + 0,24 mil-liequivalent / gr.


Область наук:
  • хімічні науки
  • Рік видавництва: 2004
    Журнал: Известия Томського політехнічного університету. Інжиніринг ГЕОРЕСУРСИ
    Наукова стаття на тему 'Адсорбційна здатність нанорозмірного волокнистого оксиду алюмінію'

    Текст наукової роботи на тему «Адсорбційна здатність нанорозмірного волокнистого оксиду алюмінію»

    ?УДК 541.11-541.128 '' ... •

    Адсорбційної здатності нанорозмірних волокнистих ОКСИДУ

    АЛЮМІНІЮ

    Г.Г. Савельєв *, Т.А. Юрмазова *, А.І. Галанов *, С.В. Сизов *, Н.Б. Даниленко *, М.І. Лернер **,

    Ф. Тепер ***, Л. .Каледін ***

    |Томскій Політехнічний Університет ** ІФПМ ТНЦ СО РАН, Томськ. "" "Компанія Аргонайд, США.., E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Вивчено адсорбційна здатність оксидно-гідроксідних зразків, отриманих окисленням водою нанорозмірного електропідривної алюмінію. Показано, що зразки містять нановолокна АЮ (ОН), і неволокнистих фази інших гідроксидів і оксидів. Виміряні: питома поверхня (400 м2 / г); частка поверхні мікро- і мезопор (близько 90%); величина рН з-іонного стану (7,7), що відповідає позитивному потенціалу на поверхні; обмінна ємність для Н + і ОН '-однаково для обох іонів (3,18 ммоль / г), що відповідає участі в обміні всій поверхні зразка. Отримано ізотерми адсорбції і визначена залежність адсорбції від рНдля ряду речовин, _содержащіх As3 +, As5 +, Crе +, Ni2 +. Показано, що As3 + адсорбується у вигляді молекул відповідної кислоти, As5 + - H ^ s04, хром-хромат і біхромат-іонів, нікель ~ Ni2 +. Максимальна місткість по анионам виявилася близькою ~ близько 0,12 мекв / г, а для Ni2 + - 0,24 ммоль / r, що відповідає адсорбції іонів тільки на зовнішній поверхні і в макропори зразка.

    Вступ

    Оксид алюмінію знаходить широке застосування в якості адсорбенту, каталізатор і носія каталізаторів [1-3]. Останнім часом намітилося використання його і гідроксиду алюмінію для отримання фільтрів біологічної очистки та тонкої очистки води від іонів миш'яку та інших забруднюючих речовин [4-6]. Перспективними в різних застосуваннях є зразки оксиду алюмінію волокнистої будови, що складаються з ниток товщиною в кілька нанометрів, так як вони мають велику і порівняно доступну поверхню [7-12].

    Активний оксид алюмінію отримують в основному термічним розкладанням гідроксиду, який, в свою чергу, отримують декількома способами: кислотним та лужним переосажденіем глинозему, гідролізом алюмінійорганіческіх з'єднань, термічним диспергированием гіббсіта і з металевого алюмінію [2]. Найбільше застосування знайшли перші три способи, так як вони дають можливість управляти властивостями продукту. Однак наступні два «сухих» способу більш привабливі з технологічної точки зору і тому їх вдосконалення, в тому числі отримання і дослідження властивостей волокнистих зразків - актуальне завдання.

    В роботі [7] запропоновано і здійснено простий спосіб отримання волокнистого гідроксиду і оксиду алюмінію - взаємодією електропідривної нанопили-рошка алюмінію з водою. В [4] повідомлялося, що адсорбційна здатність такого оксиду по катіонів важких металів досягає декількох десятків, а по нафтопродуктах - сотень мг / г. Це значні сорб-ційних ємності, які можуть мати практичне значення в процесах очищення питних і стічних вод.

    Справжня робота присвячена обчисленню та інтерпретації адсорбційних характеристик, а також дослідженню деяких фізичних і фізико-хімічних властивостей цих нових адсорбентів.

    експериментальні результати

    Порошок алюмінію отримували за методикою, описаною в [13] електровибуху зволікання в атмосфері аргону. Після пассивации повітрям він містив близько 90% металевого алюмінію, інше - оксид алюмінію і адсорбовані гази (З ... 6%).

    pH дорівнює. * *

    <0 | ж

    *

    г - #

    Jr *

    Ф pH КС X .

    0 2 4 6 8 10 12 14

    Мал. 1. Залежність між рівноважної і вихідної pH при взаємодії HCl і NaOH з суспензією Al203 в воді

    i ммс

    ш / г з

    |

    U, ммоль / л 1 |

    0 10 20 30 40 50 60 70 80 • Н (+) про ВІН (-)

    Мал. 2. Ізотерма адсорбції або обміну гідроксид-іонів на волокнистому оксиді алюмінію. Точки-експеримент, лінія відповідає рівняння Ленгмюра, найбільш близького до експериментальних точок

    0,03 0,02 0,01 про

    -г А, охн. Р7Г • I * • • • * • |

    у f г * - •

    / рн

    0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 Про

    А, відн. од. - -

    ч

    s V

    > рН

    1 2 3 4 5 6 .7 3 9 10 11 а)

    Мал. 3. Залежність адсорбції а) А53 +, 6) Лг5 * від рН розчину

    Досліджені в даній роботі порошки взяли з партії, яку отримували без спеціального регулювання температури: температура в ході реакції освіти гіцроксіда піднімалася до 20 ... 80 "С за рахунок саморазогрева. В отриманому таким чином зразку зміст А1 (ОН) 3 складає близько 60% травні. Далі зразок прокаливали при 400 ° С протягом 2-х ч. За даними рентгенофазового аналізу в прожареному зразку міститься до 60% (мас.) А100Н, до20% травні. у-А1203, решта - Байєр і а-А1203.

    Питому поверхню отриманого порошку визначали методом термодесорбції аргону. Взятий для досліджень порошок відразу після отримання мав питому поверхню 400 и2 / г. При тривалому зберіганні порошку на повітрі при кімнатній температурі його поверхня, виміряна без попередньої прокалки, поступово зменшується майже до 200 м2 / г. Дослідами було показано, що, після прогріву при 400 ° С протягом 2 год питома поверхня порошку збільшилася від 215 до 385 м2 / г. Після цього зразок гцдратіровалі в парах води, що призвело до зменшення вимірюваної методом термодесорбції питомої поверхні до 275 м2 / г.

    Була досліджена адсорбція Н + і ОН- на оксиді алюмінію УДП. Для цього готували розчини НС1 і ІаОН різних концентрацій і їх рН вимірювали за допомогою іономіра І-160, точність визначення рН ± 0,02. Далі навішування А1203 по 50 мг поміщали в порції розчинів 100 мл мають різні значення рН.

    1

    8 9 10 11

    б)

    Після витримки з перемішуванням протягом 1 год декантировали, фільтрували і знову вимірювали рН. Кожна точка отримана як середнє значення з 3-х вимірів. Первинні результати представлені на рис. 1.

    З рис. 1 видно, що крива має характерну S-образну форму. Відхилення від прямої обумовлено обміном або адсорбцією з розчину Н + і ОН-. Ці дані використані для побудови ізотерм адсорбції іонів Н + і ОН ", які наведені на рис. 2. Максимальне поглинання або обмін має місце при рН = 1 і 13 для Н + і ОН-, відповідно, і в обох випадках воно близько 2, 8 ммоль / г, а ізоіонная точка лежить при рН = 7,7. Слід зауважити, що при значеннях рН великих 13 і менших 1 відбувається розчинення оксиду алюмінію (показано аналізом розчинів на А13 +), так що граничні значення ємності (EJ можуть бути більше знайденої величини максимального поглинання (AJ.

    Було досліджено поглинання As3 + і As5 + адсорбентом в залежності від рН. Розчини As3 + готували зі стандартів для аналізу (ДСО 7264-96), a As5 +

    - з солі дігідроарсената натрію. Концентрацію As3 + визначали методом вольтамперометрії, a As5 +

    - фотометрически у вигляді мишьяковомолібденовой сині і за допомогою тест-системи QUICK (As). Для дослідження брали розчини з концентраціями 0,05 ... 0,4 мг / л, при завантаженні адсорбенту від 0,25 до 10 г / л. Після адсорбції протягом 1 год вимірювали рівноважну концентрацію розчину, а потім обчислюють-

    А, мг / г '|: -it

    - ^ -А-i t- -1 -д- 1 -II -ik

    L --- '' > -J

    -j <- -е:

    С, мг / л

    10

    15

    20

    25

    30

    35 40

    | As (III)

    - As (V)

    -Cr (VI)

    | Ni (Il)

    Мал. 4. Ізотерми адсорбції As3 +, As5 +, Cr6 +, Ni2 + на волокнистому оксиді алюмінію

    а)

    Мал. 5. Залежність сорбції а) Сге +, 6) М2 + на А1203 від рН

    лялі величину сорбції - А, мг миш'яку на грам адсорбенту. В окремих дослідах було показано, що кількість адсорбованого речовини залишається незмінним і після 24 год адсорбції, тобто рівновага встановлюється швидко, що узгоджується з даними [10]. На рис. 3 показана залежність поглинання АВ3 "1" і АВ5 "1" від рН.

    . | Видно, що величина адсорбції А $ 3 + не залежить від рН в діапазоні від 4 до 10, а в разі А $ 5 + - швидко зменшується при рН > 6. На рис. 4 наведені ізотерми адсорбції Аб34- і Аб54 ". Видно, що максимальна величина адсорбції по Аз5 + складає 8,2 мг / г, тобто 0,11 ммоль / г. Це більше, ніж в п'ять разів більше, ніж за А $ 3 +.

    Проведено також експерименти по адсорбції Сг64 "на досліджуваному адсорбенті - рис. 4, 5. Вихідні розчини готували з використанням солей -хромата і біхромату калію. Концентрації вимірювали фотометрически з дифенілкарбазидом. Проведено також досліди щодо впливу температури і ультразвукової обробки (125 Вт, 35 кГц ) наадсорбцію Сг6 "1": нагрівання до 80 ° С і вплив ультразвуком протягом 1 ч окремо і разом не збільшив максимальну адсорбційну ємність оксиду алюмінію.

    З наведених даних видно, що залежно адсорбції від рН для Аб54 "і Сг6" 1 "аналогічні: спостерігається зростання величини адсорбції зі зменшенням рН і максимальна величина адсорбції складає близько 0,115 ммоль / г.

    Для визначення виду ізотерми адсорбції нікелю використовували розчини його хлориду. Сорбцію проводили з обсягу 40 мл на наважках оксиду 50 мг. Концентрацію №2 + в розчинах визначали фотометричним з діметілгліоксімом. На рис. 5 приведена залежність величини адсорбції №2 + від рН. Видно, що величина адсорбції зростає не рівномірно зі збільшенням рН. На рис. 4 наведена ізотерма сорбції №2 + при рН = 10,0. Видно, що максимальна величина адсорбції досягає 7,5 мг / г, тобто 0,127 ммоль / г. Як і на залежності від рН видно ступінчастий характер адсорбції.

    Для зміни кислотно-основних властивостей і очищення поверхні від можливих домішок проводилася обробка оксиду алюмінію водними розчинами НС1 або КОН при рН від 4 до 12. Для цього поміщали 10 г порошку в 500 мл розчину, видер-

    д ЛФІ г

    л і РТГ в

    'М »У

    г

    /

    /

    1 рп 1

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

    б)

    мешкали 45 хв, декантировали, фільтрували на щільному паперовому фільтрі і прокаливали в печі при 400 "С протягом 2-х ч. Сорбція проводилася в статичному режимі при вихідному рН розчину дорівнює 7,0.

    Цими дослідами показано, що кислотно-щелоч-ва обробка помітно змінює адсорбционную здатність волокнистого А1203: при збільшенні рН вона зменшується по відношенню до Аб5 + і підвищується - по відношенню до М2 +. Проте максимальні значення сорбції не перевищують отриманих, при зміні рН розчину.

    Обговорення результатів

    Для кристалічних модифікацій - байеріта і беміт - високі величини питомої поверхні після прокалкі тісно пов'язані з великим збільшенням пористості зразка [1]. У той же час після прокалкі псевдобеміта питома поверхня лише зменшується (від -600 до -400 м2 / г) за рахунок усадки зразка; мікропори при цьому не утворюються.

    Електронно-мікроскопічні дослідження і рентгенофазового аналіз показали [4, 5, 7], що при взаємодії електропідривної порошку - алюмінію з водою утворюється суміш гідроксиду волокнистої будови, імовірно псевдобеміт (А100Н), з іншими модифікаціями - в основному з байерітом (А1 (ОН) 3). При прокалке до 400 ° С, як видно з результатів рентгенофазового аналізу [4], збільшується вміст А100Н і у-А1203. При цьому питома поверхня, яка вимірюється методом термодесорбції аргону росте від 200 до 400 і більше м2 / г. Це зростання, ймовірно, відбувається за рахунок перетворення байеріта в мікропористий г | -А1203. Таким чином, тільки менша частина поверхні зразка утворена зовнішньою поверхнею волокон і макропор.

    При зберіганні на повітрі мікропори отриманого зразка поступово заповнюються водою, через це при вимірюванні питомої поверхні методом термодесорбції проникнення Аг в них сильно утруднено. З наших даних по вимірюванню питомої поверхні свіжих, які тривалий час зберігалися і знову прожарений, а так само спеціально гідратованих в парах води зразків, слід, що обсяг мікропор відповідає 75% всієї поверхні зразка, решта - мезо- і макропор. При цьому доступ-

    Адсорбат адсорбируемого частки Ашах, ммоль / Г Частка зайнятих поверхневих центрів

    Н4 "До 3,18 0,38

    ВІН " ' <Ж 3,18 0,38 >

    НзАБОЗ 0,02 0,0024

    А85 +, Н, А.чО. 0,11 0,013

    СДБ +, 1 Сг20; "Сг2р7 ~ 0,11 0,013

    '№2 + • | №ОН + 0,127 0,030

    Таблиця 1. Адсорбція на волокнистому оксиді алюмінію

    ність мезопор до адсорбції в нйх іонів також обмежена внаслідок конденсації, міцнішого зв'язування і меншою рухливості в них молекул води. Легко доступними для адсорбції-десорбції будь-яких речовин є лише зовнішня поверхня і стінки макропор. В інших випадках доступність залежить від природи адсорбата та механізму його дифузії в пори.

    Як видно з рис. .2, адсорбція Н + і ОН "описується опуклими изотермами, котрі підпорядковуються рівнянням Ленгмюра:"

    Л_.А.КС 3,18 -0,11-е

    ~ 1 + КС ~ 1 + 0,11-С "

    де Ада = 3,18 мг / г, - максимальна адсорбційна ємність для Н + і ОН ", С - рівноважна концентрація, мг / л. г

    Максимальне значення поглинання або обміну для обох випадків, знайдені експериментально, - 2,8 ммоль / г, що при питомій поверхні 400 м2Д становить 4,2-1018 молекул / м2. Ця величина близька, але все ж в 3 рази менше, ніж кількість груп ОН ~ на гидратированной поверхні оксиду алюмінію - 1,2-Ю19 молекул / м2 або 8,4 ммоль / г [1]. У зв'язку з цим потрібно відзначити, що максимальна адсорбція ймовірно не досягається через розчинення адсорбенту ^ а екстрапольовані за рівнянням Ленгмюра значення поглинання Н + і ОН "складають 3,18 ммоль / г, що ще ближче до значень для моношару. Крім того, якщо адсорбція Н + і ОН "відбувається на: ВІН: групах різної локалізації, то обчислюється кількість центрів адсорбції кожного сорту майже порівнюється зі знайденим експериментально числом адсорбованих іонів. Таким чином, можна констатувати, що ці іони практично повністю покривають поверхню при адсорбції, в тому числі і в мікропорах. Так як в умовах експерименту пори заповнені водою, то швидка адсорбція в них іонів Н + і ОН 'може бути пов'язана з естафетному механізмом дифузії цих іонів по гідратованим стінок пір і по воді в обсязі пір. Так як дифузія здійснюється перескоками протона, то проблеми просторових утруднень для проникнення іонів в пори в цьому випадку не існує.

    З урахуванням констант дисоціації отримані дані по адсорбції всіх досліджених речовин зведені в табл. 1.

    Видно, що низька ефективність адсорбенту по Аз3 + пов'язана з неіонної формою адсорбції у вигляді Н3АЮ3 (рК, = 9,2), і мабуть обумовлена ​​водневими зв'язками.

    Максимальна ємність по анионам Н2АзО ^ і Сг20 ^ (в перерахунку на моль Аз5 + і Сг64 ", відповідно), рк і слід було очікувати, однакові і досягаються при низьких рН. У той же час еквівалентна ємність по №2 + досягається при високих рН і в 2 , 4 рази більше, ніж за анионам. Ці дані свідчать про ионо-обмінному механізмі адсорбції.

    Порівняно небольшіе'велічіни максимальної ємності по катіонів і аніонів можна пояснити тим, що в адсорбції іонів беруть участь не всі поверхневі кислотні та основні центри. Так само як при адсорбції аргону на гідратованому оксиді алюмінію адсорбція іонів може відбуватися досить швидко тільки на зовнішній поверхні і в макропори. Проникнення іонів в мікро- і, можливо, в мезопори сильно утруднено, цьому відповідають результати дослідів по впливу температури і ультразвукової обробки на адсорбцію.

    Друге можливе пояснення полягає в тому, що адсорбція іонів відбувається на домішкових центрах поверхні оксиду. Однак, спроба «очистити» поверхню дією кислоти або лугу показала, що максимальні значення сорбційної ємності, отримані на таких зразках, майже не відрізняються від отриманих при зміні рН розчину, що говорить на користь першого припущення.

    Таким чином, сукупність отриманих даних і їх порівняння з наявними в літературі показали, що незважаючи на волокнисту будову, оксидно-гідроксидні адсорбенти, отримані з електропідривних нанопорошків алюмінію, мають мікропористої структури, яка дає до трьох чвертей загальної поверхні, ще близько 20% поверхні мабуть доводиться на мезопори. Це обмежує поверхню, доступну для обміну звичайних іонів, до значень близько 5 ... 10%.

    Під час обговорення природи центрів адсорбції потрібно мати на увазі, що експериментально визначається кількість адсорбованих іонів Н + і ОН-в розрахунку на одиницю поверхні однаково. Це говорить про те, що це одні і ті ж центри або вони

    різні, але однакові кількості цих центрів. Будова поверхні гідратованого у-А1203 можна уявити [1-3] складається зі структурних одиниць АЮ (ОН) - схема А.

    А

    ВІН ВІН він

    111 -А1-0-А1-0-А1-

    Б

    ВІН н ОН н ОН

    •,. . ,. | .1111 '-А1-0-А1-0-А1-

    ОН ~ -групи можуть диссоциировать як по кислотному, так і за основним типом:

    Н + + А102-5 AIO (OH) U А10 + + ОН ".

    Так як ізоіонная точка лежить при рН = 7,7, то при рН розчину нижче за це значення дисоціація йде за основним типом (вправо), а при більш високих значеннях - по кислотному. Тому, при звичайних для води рН від 6 до 7 заряд поверхні волокнистого оксиду алюмінію позитивний, що відповідає експериментальним даним [5], а обмін Н + на катіони і ОН "на аніони краще відбувається в лужному і кислому середовищах, відповідно.

    У другому варіанті моделі поверхні (схема Б) припускаємо, що гідратація поверхні в розчині йде далі, так що все поверхневі атоми кисню знаходяться в вигляді ОН ~ -групп, причому половина їх утворюють містки між атомами алюмінію. Таке припущення виправдане також тим, що зразок прожарюють при порівняно низькій температурі, він містить значну кількість AIO (OH) і сильно гидратирован, так як знаходиться в водному pact злодієві. Дисоціація мостікових і кон-цевьк груп істотно відрізняється: мостіковие групи більш схильні до дисоціації по кислотному типу, ніж кінцеві, і не можуть диссоциировать у вигляді ОН ~ -групп (тому що для цього потрібно розірвати 2 хімічних зв'язку), а кінцеві групи легше

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Будова і властивості адсорбентів і каталізаторів /. Під ред. Б.Г. Лине. - М .: Світ, 1973. - 654 е..

    2. Радченко Є.Д., Нефедов Б.К., Алієв P.P. Промислові каталізатори гідрогенізаційних процесів нафтопереробки. - М .: Хімія, 1987. - 224 с.

    3. Грег С., Синг До Адсорбція, питома поверхня, пористість. - М .: Світ, 1984. - 306 с.

    4. Іванов В.Г .- ,. Волкова Г.І. та ін. Отримання оксідао-- гідроксідних адсорбентів прямьм взаємодією ультрадисперсного алюмінію з водою // Фізико-хімія ультрадисперсних систем: Праці IV Всеросс. кін $. - Москва; 1999. - С. 242-245.

    диссоциируют у вигляді іонів Н +, але можуть відриватися і у вигляді ОН ". Тип дисоціації кінцевих груп залежить від природи адсорбата: аніони і сильно поляризующие катіони сприяють десорбції ОН ~ -групп, а катіони і легко поляризованість аніони - Н +. Тоді адсорбція катіонів може відбуватися на обох типах центрів, а аніонів - тільки на центрах, відповідних кінцевим групам. Удвічі більша еквівалентна ємність по нікелю означає, що його адсорбція здійснюється на центрах обох типу. Цьому відповідає відрізняється від аніонів ступінчаста адсор бція іонів Ni2 +: з початку відбувається адсорбція на центрах основного типу, а потім - на кислотних. Для аніонів існує можливість адсорбироваться тільки на місцях десорбції кінцевих ОН ~ -групп.

    висновки

    1. Показано; що волокнистий адсорбент, отриманий взаємодією електропідривної порошку алюмінію та води з наступним сушінням і прогріванням на повітрі при 400 ° С має мікропористе будова, так що велика частина (понад 90%) поверхні утворена порами, які після заповнення водою стають недоступними для адсорбції атомів і іонів , що не містять гідрати-ний протон.

    2. Отримано ізотерми адсорбції іонів Н + і ОН-; показано, що ці іони вільно проникають в усі пори, що призводить до утворення моношару цих іонів на всій поверхні адсорбенту. Висловлено припущення, що цей процес обумовлений естафетної передачею протона.

    3. Показано що адсорбція аніонів H2As04 ~, схо \, Сг20, і катіона Ni2 + відбувається по іонообмінному механізму і тільки на зовнішній поверхні адсорбенту, тобто мікро- і мезопори для цих іонів не доступні.

    4. Показано, що максимальна еквівалентна ємність адсорбенту по катіону Ni2 + в два рази більше, ніж за Н + і аніонів; це пов'язується зі здатністю кінцевих ОН ~ -групп диссоциировать * як за основним, так і по кислотному типу, в той час як мостіковие групи диссоциируют тільки по кислотному типу.

    5. Tepper F., Lerner M., Ginley D. Nanosized Alumina Fibers // Bulletin American Ceramic Society. - 2001. - V. 80. - № 6. - P. 57-60.

    6. Ahmed F., Jalil M.A. The Effectiveness of Activated Alumina in Removing Arsenic from Groundwater, Final Report of UNICEF-DPHE-BUET Research Project, Bangladesh University of Engineering and Technology, Dhaka-1000, Bangladesh, 1999. - 50 p.

    7. Ляшко А.П., Медвинська A.A., Савельєв Г.Г., Ільїн А.П., Яворівський H.A. Особливості взаємодії субмікронних порошків алюмінію з рідкою водою: макрокінетика, продукти, прояв саморазогрева // Кінетика і каталіз. - 1990. - Т. 31. - № 4. -С. 967-972.

    8. ЛамберовАА, Левін О.В., ЕгороваС.Р., ЕвстягінД.А., Аптікашева А. Г. Вплив умов осадження і стабілізації на текстурні властивості гідроксидів алюмінію // Журнал прикладної хімії. - 2003. - Т. 76.

    | -№ 1.-С. 50-56. ''

    9. Zhong Qing Yu, You Wei Du. Preparation of nanometer-sized alumina whiskers // J. Materials Research. - 1998. -V. 13. -№11. -P. 3017-3018.

    10. Patent 2915475 USA. CI. 252-313. Fibrous alumina monogidrate and its production / J. Bugosh, W. Del., Assignor to E.I. Du Pont de Nemours and Company, W. Del., A corporation of Delaware. Dec. 1. 1959.

    11. Patent 3031417 USA. CI. 252-313. Preparation of fibrous alumina monohydrate and aquascils thereof / E.W. Bruce,

    W. Del., Assignor to E.I. Du Pont de Nemours and Company, W. Del., A corporation of Delaware. Apr. 24. 1962.

    12. Patent 3031418 USA. CI. 252-313. Chemically modified alumina monohydrate, dispersions thereof and processes for their preparation / J. Bugosh, W. Del., Assignor to E.I. Du Pont de Nemours and Company, W. Del., A corporation of Delaware. Apr. 24.1962.

    13. Лернер М.І., Давидович В.І. Освіта високодисперсною фази при електричному вибуху провідників // Отримання, властивості і застосування енергонасичених ультрадисперсних порошків металів і їх з'єднань: Зб. тез доп. Росс. конф. - Томськ, 1993. - С. 23-34.

    УДК 666.642.3

    ОТРИМАННЯ І ВЛАСТИВОСТІ ПОРИСТОГО БУДІВЕЛЬНОЇ КЕРАМІКИ

    Ю.В. Селіванов, В.І. Верещагін, А.Д. Шільціна

    Томський політехнічний університет -E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Викладено результати розробки отримання пористої будівельної кераміки за технологією поризації вихідної сировинної суміші і подальшого закріплення пористої структури випалюванням. Наведено оптимальні склади сумішей, показана структура, описані властивості і фазовий codae пористої кераміки з них. |

    Вступ

    Пористі будівельні керамічні матеріали є найбільш перспективними в якості теплоізоляційних для сучасного будівництва. Такі матеріали стійкі до руйнівної дії різних мікроорганізмів, до дії корозійних середовищ, не виділяють шкідливих речовин в процесі експлуатації, є негіг-роскопйчнимі і вогнетривкими [1].

    • Мета нашої роботи - дослідження процесів одержання та властивостей пористих будівельних керамічних матеріалів з мас на традиційній основі з суміші пластичної і непластичної сировини за технологією поризації вихідної сировинної суміші і подальшого закріплення пористої структури випалюванням;

    У зв'язку з тим, що властивості пористої будівельної кераміки забезпечуються властивостями твердої матриці (перегородок між порами) і характером пористості, перш за все, були проведені дослідження щодо формування властивостей твердої матриці пористої кераміки та її структури.

    Формування властивостей твердої матриці пористої

    будівельної кераміки

    При проведенні досліджень виходили з того, що властивості твердої матриці пористої кераміки формуються аналогічно властивостям щільною кер-

    міки і визначаються складом сировинних мас і технологією виготовлення. Тому компонентний склад мас підбирали так, щоб при випалюванні кераміки з них забезпечувалося спікання і освіту в черепку кристалічних фаз, що сприяють підвищенню експлуатаційних властивостей.

    На підставі аналізу літературних даних прийняли, що для отримання добре спікається матриці з необхідними властивостями в сумішах з глинистим сировиною найбільш доцільно застосовувати полевошпатсодержащее сировину, компоненти, що містять оксид кальцію, і склобій [2, 3].

    Як глинистого сировини використовували розкривні породи Ізихского вугільного розрізу (Хакасія), в якості полевощпатсодержащего -Відходи, одержувані при переробці порід на молібден на Сорськ ГЗК (пісок сорский), в якості містять кальцій, - висококальціевий шлак і висококальціевую золу сухого відбору Абаканської ТЕЦ, як плавня - бій скла.

    Обрані види сировини за своїм складом (табл. 1) і властивостями зумовлюють, на наш погляд, можливість формування матриці пористої кераміки з необхідними властивостями. ,

    Як показали раніше проведені дослідження, розкривні породи, що представляють собою вивітрені до стану глин аргіліти, мають монт-моріллоніт-каолінітової склад. Після дроблення і тонкого подрібнення характеризуються хоро-


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити