Сорбционные свойства природных глин. Методы получения адсорбентов. Происхождение пор. Осаждение. Термическое разложение

исследование сорбции катионов Со²⁺ на Н-формах глин.

Объектами исследования служили: 1) голубая  Кембрийская глина Шиботовского карьера (г. Боровичи-6),  2) глина производства «Ленстройкерамика» и  3) косметическая глина (ООО «Фитокосметик»).

Научная новизна

·  Повышении температуры прокаливания  приводит к снижению как удельной поверхности (Sуд), так и объема пор (Vп) исследуемых образцов. Небольшое отклонение от монотонных зависимостей могут быть связаны как со спеканием микропор, так и с процессом удаления (выжигания) органических примесей.

·  Перевод образцов глин из катионозамещенной в водородную форму обеспечивает  доступность порового пространства для водного раствора хлорида кобальта. Спектры снятые после насыщения образцов глин катионами Со²⁺  указывают на то, что сорбция протекает достаточно быстро, что указывает на присутствие в образцах транспортных пор и достаточно высокую активность сорбционных центров.

Практическая значимость результатов

Проведенные исследования имеют отношение к разработке новых сорбционных материалов и модификации уже известных образцов. В условиях сложной экологической обстановки дешевые и эффективные сорбенты на основе доступных глин могут оказаться весьма полезными.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав (литературный обзор; объекты и методы исследования; результаты и их обсуждение), выводов, списка литературы. Работа изложена на 48 страницах машинописного текста, включает 6 рисунков, 5 таблиц и библиографию из 65 наименований.

ГЛАВА I. Литературный обзор

I.1 МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТОВ

I.1.1 ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПОР

Процессы избирательной адсорбции и катализа происходят на поверхности твердого тела и ее величина, играет определяющее значение при оценке качества пористых веществ. В связи с этим почти все методы синтеза адсорбентов и катализаторов направлены на формирование структур с сильно развитой внутренней пористостью, обеспечивающей удельную поверхность от 10 до 800 м²/г. Получить такую величину удельной поверхности путем простого дробления материала практически невозможно. Так, например, размалывание образца до размера зерен в 1 мкм приводит к увеличению его удельной поверхности лишь до 1 м²/г, что практически ничтожно по сравнению с пористыми телами. Поэтому для получения адсорбентов с развитой удельной поверхностью применяют иные методы, в основе которых лежат самые различные принципы формирования структуры.

I.1.2 ОСАЖДЕНИЕ

Этот метод — один из наиболее распространенных и удобных при получении пористых адсорбентов и катализаторов, сопровождающийся, как правило, переходами: золь → гель→ ксерогель. Каждый из этих переходов, будь то золь → гель или гель→ксерогель, независимо от механизма его действия вносит определенный вклад в общий процесс порообразования. Эти переходы, как показано в ряде работ [1—6], очень чувствительны к внешним воздействиям, таким как рН среды, природа интермицеллярной жидкости, присутствие поверхностно-активных веществ, резко сказывающимся на агрегации частиц с образованием рыхлых, ажурных пространственных структур или плотных образований. Поэтому, разумно воздействуя на протекание указанных процессов, регулируя их глубину и направление, можно управлять структурообразованием, получая адсорбенты и катализаторы с заранее заданными свойствами.

Для получения осажденных адсорбентов и катализаторов чаще всего исходят из водных растворов солей минеральных или органических карбоновых кислот. Осаждение можно проводить водными растворами аммиака, щелочей или карбонатов . Концентрацию, температуру и быстроту осаждения можно варьировать в самых широких пределах, устанавливаемых эмпирически, в зависимости от назначения адсорбента и катализатора, его природы и свойств получаемых гидроокисей. Свежеосажденные гидроокиси, как правило, аморфны и со временем кристаллизуются, превращаясь в ограненные частицы [7].

I.1.3 ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ

Данный метод в равной мере, как и предыдущий, применяется для получения окисных адсорбентов и катализаторов путем термического разложения различных соединений, таких, как гидроокиси, карбонаты, оксалаты, гидриды. Получающиеся продукты в большинстве своем  высокодисперсные вещества с широко развитой системой капилляров, иногда вполне определенных по форме и размерам. Нередки случаи, когда получаемые структуры сохраняют внешние размеры и форму исходных кристаллов со строго определенным набором пор [8]. Характер структуры таких адсорбентов, зависит от природы исходных продуктов и температуры реакции. Так, например, при дегидратации призм и пирамид байеритной гидроокиси алюминия в них образуется тонкая щелевидная пористость. Нагревание игловидных кристаллов гидроокиси железа сопровождается