Зависимость удельной поверхности образцов серии AP от температуры прокалки представлена на рис. 3.51. При введении серы на стадии гелеобразования удельная поверхность образцов после сушки была достаточно высокой ввиду отсутствия коллапса пористой структуры при удалении воды после введения серы методом пропитки, наблюдающегося для образцов серий CP и, особенно, IAP. При этом удельная поверхность образцов, содержащих менее 20% серы, непосредственно после сушки растет с ростом содержания серы, а при увеличении температуры прокалки монотонно снижается. Как отмечалось выше (§ 3.2.1), аэрогели с содержанием серы выше 20% были непрозрачными, при этом количество осадка росло с увеличением содержания серы, что приводило к снижению их удельной поверхности после СКС. На кривых зависимости их удельной поверхности от температуры прокалки в интервале от 400 до 700°C наблюдались экстремальные зависимости со сдвигом максимума поверхности в область более высоких температур прокалки с ростом содержания серы, аналогично тому, что наблюдалось для серий CP и IAP. Только в этом случае само значение достижимого максимума несколько снижалось с ростом содержания серы в интервале выше 20 мол.%. После прокалки при температуре 700°C удельные поверхности всех образцов серии AP, содержащих серу, сблизились и оказались в интервале от 105 до 125 м2/г, при этом наиболее высокая поверхность наблюдалась уже у образца AP33-700 с наибольшим количеством серы, введенной на стадии приготовления.
На рис. 3.52 приведены зависимости объема пор аэрогелей с различным содержанием серы от температуры прокалки. Общий характер наблюдаемых зависимостей близок к характеру изменений удельной поверхности этих образцов с ростом температуры прокалки. Объем пор аэрогелей с номинальным содержанием серы менее 20% сразу после СКС растет с ростом содержания серы, а при увеличении температуры прокалки монотонно снижается. Исходный объем пор аэрогелей с большим количеством серы резко падает с ростом ее содержания, а прокалка образцов приводит к его некоторому росту.
Исследования, проведенные методом РФС, подтвердили, что температура кристаллизации образцов действительно зависит от количества введенных сульфатов. На рисунке 3.53 приведены зависимости среднего размера кристаллитов, определяемого из уширения линий в дифракционного спектре соответствующем тетрагональной кристаллической фазе ZrO2, от температуры прокалки. Прокалки при температуре 500°C было достаточно для кристаллизации образцов содержащих менее 10 мол.% серы в тетрагональную фазу. В то же время, для кристаллизации образца CP17 потребовалась прокалка при температуре 550°C, а для образца CP23 – 600°C.
Минимальный размер кристаллитов, составляющий независимо от содержания серы около 90 Å, по-видимому, соответствует размеру частиц исходного носителя после осаждения и сушки. Рост же среднего размера частиц наблюдается только после завершения кристаллизации, которая сдвигается в область более высоких температур с ростом количества серы. В интервале температур 550-700°C средний размер кристаллитов во всех образцах почти линейно рос с температурой прокалки, причем наблюдалось четко выраженное уменьшение среднего размера кристаллитов с увеличением номинального количества введенной серы при всех температурах прокалки.
Также заслуживает внимания тот факт, что введение серы стабилизовало тетрагональную фазу. В то время как не содержащий серы CP-ZrO2 после прокалки при температуре 700°C почти полностью переходит из тетрагональной фазы в моноклинную (рис. 3.29 Б), уже 2.5 мол.% серы оказалось достаточно для стабилизации тетрагональной фазы в качестве преобладающей, а на образцах с большим количеством введенных сульфатов формирования моноклинной фазы ZrO2 не наблюдалось в исследованном диапазоне температур прокалки совсем.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.