Исследование физико-химических и прикладных свойств новых полимерных композиционных материалов на основе слоистых силикатов и полиэлектролитов
Рефераты по химии / Исследование физико-химических и прикладных свойств новых полимерных композиционных материалов на основе слоистых силикатов и полиэлектролитовСтраница 10
Рентгеновским методом установлено, что образовавшийся в результате разрушения кристаллической структуры монтмориллонита кремнезем является аморфным. В ходе замещения обменных ионов металлов на ионы водорода кислоты и ионы алюминия, которые переходят из структурных позиций в обменные, поверхность бентонита приобретает кислые свойства.
Таблица 2
Состав природного и модифицированного бентонитов
Катионы |
Содержание катионов, ммоль/100 г сухого вещества | |||
Бентонит | ||||
природный |
обогащенный |
модифицированный | ||
Серной кислотой |
Карбонатом натрия | |||
Na+ |
8,4 |
8,6 |
1,3 |
38,1 |
K+ |
1,4 |
1,5 |
0,6 |
2,0 |
Ca2+ |
13,3 |
16,6 |
15,0 |
5,1 |
Mg2+ |
12,8 |
13,1 |
6,0 |
3,0 |
Суммарно |
35,9 |
39,8 |
22,9 |
48,2 |
Модифицирование карбонатом натрия оказывает влияние на химический состав бентонита. За счёт снижения содержания оксида кремния, в процессе растворения свободного кремнезема в щелочной среде, количество оксидов алюминия, железа, щелочных и щелочноземельных металлов в образцах увеличивается. В результате замещения щелочноземельных металлов в ионообменном комплексе на ионы натрия, содержание последних возрастает в 4,4 раза, что приводит к увеличению ионообменной емкости глины от 75 мг-экв / 100 г глины до 120 мг-экв / 100 г глины.
Для оценки катионообменной емкости бентонита использовали метод поглощения красителей основной природы (таблица 3). Определено, что образцы бентонита, за исключением модифицированного кислотой, проявляют высокую адсорбционную способность по отношению к органическому красителю метиленовому голубому (МГ), в том числе при повышенной адсорбционной нагрузке.
Таблица 3
Адсорбционные свойства природного и модифицированного бентонитов по отношению к органическому красителю
Показатели |
Величина показателя | |||
Бентонит | ||||
природный |
обогащенный |
модифицированный | ||
Серной кислотой |
Карбонатом натрия | |||
Степень адсорбции, мг/г |
72,6 |
65,0 |
38,7 |
87,1 |
Степень поглощения, %, при адсорбционной нагрузке, мг/г: 37,5 75,0 150,0 |
97,9 92,6 55,4 |
98,9 96,4 68,2 |
13,5 12,7 9,7 |
98,3 93,5 56,6 |
Модифицирование кислотой приводит к разрушению кристаллической структуры глинистых минералов вследствие вымывания ионов алюминия, железа и магния, способствуя развитию поверхности. Удельная поверхность бентонита возрастает с 24 до 76 м2/г за счет формирования более мелкопористой структуры – средний радиус пор уменьшается с 59 до 33 нм.
Таблица 4
Параметры пористой структуры природного и модифицированного бентонитов
Параметр |
Величина параметра | |||
Бентонит | ||||
природный |
обогащенный |
модифицированный | ||
Серной кислотой |
Карбонатом натрия | |||
Суммарный объем пор, см3/г |
0,47 |
0,51 |
0,76 |
0,54 |
Удельная поверхность, м2/г |
24 |
24 |
76 |
48 |
Средний радиус пор, нм |
59 |
64 |
33 |
51 |
Пористость, % |
52 |
54 |
61 |
55 |
Информация о химии
Лавуазье (Lavoisier), Антуан Лоран
Антуан Лоран Лавуазье родился 26 августа 1743 г. в Париже в семье адвоката. Первоначальное образование он получил в колледже Мазарини, а в 1864 г. окончил юридический факультет Парижского университета. Уже во время обучения в унив ...
Вудворд (Woodward), Роберт Бернс
Американский биохимик Роберт Бернс Вудворд родился в Бостоне (штат Массачусетс), в семье Маргарет (Бернс) Вудворд и Артура Честера Вудворда. Его отец умер через год после рождения сына. Будучи ребенком, Вудворд проводил много врем ...
Супрамолекулярная химия
Супрамолекулярная (надмолекулярная) химия (Supramolecular chemistry) — междисциплинарная область науки, включающая химические, физические и биологические аспекты рассмотрения более сложных, чем молекулы, химических систем, с ...