Гидрофильные коллоиды сформированы из мицелл, которые остаются отделенными из-за электрических зарядов на их поверхности и в окружающем растворе. Эти заряды создают силы отталкивания, которые предотвращают коагуляцию мицелл. Такие мицеллы образуются в результате химических реакций полимеризаций и поликонденсации. Например, силиказоль может быть получен из силиката натрия и минеральной кислоты поликонденсацией промежуточной кремниевой кислоты. Связывание этих мицелл приводит к гидрогелю – трехмерной сети, содержащей в себе молекулы воды. Условия, при которых происходит этот процесс, также называемый гелеобразованием, зависят от концентрации мицелл, температуры, ионной силы раствора и особенно от рН. Для силиказоля время гелеобразования может быть от нескольких минут до сотен часов, при изменении рН от 2 до 7.
Исходный раствор – маточный раствор
Исходно раствор прозрачный с мицеллами – получается гель в результате агломерации мицелл.
Плотность геля увеличивается с концентрацией исходных солей в растворе и со скоростью гелеобразования.
Начальный золь также может быть получен гидролизом алкоксидов. Золь –гель метод имеет несколько преимуществ по сравнению с осаждением. Во-первых, это лучший контроль над площадью поверхности, объемом пор, распределением пор по размеру.
11.Блочные катализаторы и носители. Основные стадии приготовления методом флоккуляции.
Флоккуляция золя может происходить при нейтрализации заряда мицелл. Мицеллы таким образом коагулируют в флокулянты, которые более или менее осаждаются. Гидрофильные золи, как правило, дают желеобразные флоккулянты, которые содержат большое количество воды. Такие флоккулянты более плотные, чем гидрогели, но в обоих случаях, элементарная твердая частица имеет размер первоначальной мицеллы. Площадь поверхности конечного продукта зависит от первоначального размера мицеллы и также от созревания и условий сушки.
Под гидротермальными превращениями обычно понимают изменения осадков, гелей или флоккулянтов, вызванные температурой, при старении или созревании в присутствии маточного раствора (обычно вода). Эти превращения обычно происходят при довольно низкой (100…300 С) температуре. Они включат в себя текстурные или структурированные изменения, которые могут быть представлены в следующем виде:
1. Маленькие кристаллы à большие кристаллы
2. Маленькие аморфные частицы à большие аморфные частицы
3. Аморфное телоàкристаллическое тело
4. Кристалл 1 àкристалл 2
5. Высоко пористый гель àнизко пористый гель (старение геля)
12.Блочные катализаторы и носители. Основные способы удаления маточного раствора.
Декантация, фильтрация и центрифугирование – процедуры, цель которых – отделение твердой фазы от маточного раствора. Последующая промывка твердой фазы необходима для полного удаления маточного раствора и устранение примесей.
Маточный раствор легко может быть удален для кристаллических осадков; для флоккулянтов эта процедура затруднена и невозможно для гидрогелей. Выбор метода зависит от размера частиц осадка.
Декантация – самый простой способ (плотный осадок, сверху маточный раствор), применим для крупных осадков. Промывку проводят одновременно. Жидкий раствор добавляют к большому количеству дистиллированной воды и суспензию тщательно перемешивают. После перемешивания частицы оседают. Когда появляется четкая граница раздела фаз, воду удаляют декантацией и процесс повторяют до достижения желательной степени чистоты. При промывке флоккулянтов могут возникнуть проблемы, поскольку очищенный флоккулят оседает все дольше с каждым разом, из-за того, что удаление противоионов возвращает флоккулят в золь. Это явление пептизации.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.