Механохимический синтез сорбентов для очистки сточных вод от катионов металлов на основе структур типа цеолитов

Механохимический синтез сорбентов для очистки сточных вод от катионов металлов на основе структур типа цеолитов

Автор: Гордина, Наталья Евгеньевна

Шифр специальности: 05.17.01

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2003

Место защиты: Иваново

Количество страниц: 144 с. ил.

Артикул: 2618591

Автор: Гордина, Наталья Евгеньевна

Стоимость: 250 руб.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Литературный обзор
1.1. Сравнительная характеристика методов очистки сточных вод
1.2. Сорбция на цеолитах
1.3. Синтез цеолита ЫаА
1.4. Приготовление сорбентов
1.4.1. Измельчение и механохимическая активация исходного сырья
1.4.2. Экструзионное формование
1.5. Выводы и постановка задач исследования
2. Экспериментальная часть
2.1. Препараты и реактивы. Методики приготовления образцов
2.2 Приборы и методы исследований
2.3 Математическая обработка экспериментальных данных
3. Синтез материалов для приготовления сорбентов на основе цеолитов сложной геометрической формы с использованием механохимических методов
4. Приготовление и свойства сорбента на основе цеолита ЫаА
4.1. Экструзионное формование сорбента на основе цеолита ЫаА
4.2. Свойства и испытания сорбентов на основе цеолита ЫаА
5. Основы механохимической технологии производства поглотителей для очистки сточных вод от катионов тяжелых металлов
Литература


Пористая структура цеолита А образована трехмерной сеткой из больших полостей (рис. Эти полости близки к сферическим, диаметр их равен . А. Молекулы могут проникать в полость через шесть окон, имеющих свободный диаметр 4. А. Эти окна имеют форму близкую к кругу. В полностью дегидратированном цеолите А заряды катионов недостаточно полно компенсируются. В элементарной ячейке дегидратированного образца цеолита 4А восемь №(1) располагаются вблизи центров 6-членных колец, три Ыа(2) в 8-членных кольцах, в положениях смещенных от центра, и один №(3) по одинаковым положениям [4, , ]. Рис. Именно благодаря данному строению, цеолит А проявляет развитые сорбционные и каталитические свойства. Так, цеолит типа А проявляет двойной ионно-ситовый эффект. Во-первых, его р-полости доступны только для катионов небольшого размера. Во-вторых, крупные органические катионы не могут пройти через 8-членные кольца в а-полости. Каждая псевдокубическая элементарная ячейка цеолита А обычно состоит из тетраэдров (А1,) и содержит одновалентных ионов. Обнаружено, что некоторые образцы цеолита А окклюдируют в р-полостях до 1 иона натрия вместе с компенсирующим анионом, вероятно АЮ2*. Содержание избыточных ионов натрия, расположенных в Р-полосгях цеолита А, не превышает 1 катиона Ыа на полость р. При этом общее число катионов увеличивается до на элементарную ячейку. Поэтому действительная величина ионообменной емкости цеолита, содержащего (+х) катионов Ка в расчете на элементарную ячейку (где 0<х < 1), зависит от природы катиона, на который замещается №. Поскольку серебро (г=1, А) способно обмениваться со всеми ионами №+, в том числе и прочно удерживаемыми в Р-полостях, при обмене натрия на серебро можно определить предельную величину ионообменной емкости. Исследование ионообменных равновесий на цеолите А проводились в основном на примере обмена одно- и двухвалентных ионов. Попытки обменять ионы трехвалентного церия оказались неудачными [4-6]. Так, для цеолита А Д. Бреком [3] установлен следующий порядок уменьшения селективности обмена одновалентных катионов: Ag>Tl>Na>K>Rb>Li>Cs. Бг>Ва>Са>К >Сс1>Щ>М? Практически для всех изученных цеолитов независимо от их структуры и химического состава термодинамическая селективность обмена катионов щелочноземельных металлов снижается в ряду Ва>8г>Са, т. Эта закономерность справедлива и для цеолита А. Картина усложняется при сопоставлении избирательности сорбции катионов щелочноземельных и тяжелых металлов, получаем ряд С<1>8г>2п>Са [3, ]. Рассмотрим возможные причины наблюдаемой зависимости избирательности сорбции катионов от их природы и типа цеолита. В соответствии с химической термодинамикой, свободная энергия ионообменных реакций определяется разностью свободных энергий сольватации обменивающихся катионов в растворе и в ионообменнике [3, 5, 6, -]. Следовательно, наблюдаемый для различных по структуре и химическому составу цеолитов ряд избирательности Ва>8г>Са свидетельствует о том, что свободная энергия сольватации катионов щелочноземельных металлов при переходе из жидкой фазы в ионообменнике снижается примерно в одинаковой степени. Нарушение этой закономерности в случае сорбции низкокремнеземными цеолитами катионов некоторых тяжелых металлов (Сс+, Си2*, гп2+) означает, что относительное уменьшение свободной энергии сольватации этих катионов при переходе из раствора в цеолиты несколько меньше, чем в случае других двухзарядных катионов. Причина этого явления может быть связана с различной жесткостью (мягкостью) сравниваемых катионов-кислот. Как известно [3], энергия взаимодействия катионов с лигандами (взаимодействия кислот с основаниями в рамках концепции о жестких и мягких кислотах и основаниях) выше в том случае, когда партнеры (кислота и основание) или мягкие, или жесткие. Согласно приведенным в работах [5, , , ] оценкам, мягкость катионов-кислот снижается в ряду Ag>Cd>Tl(I)>Cu(II)>Na>Ni>Sr>Ca. На основании разности энергий ионизации металлов и энтальпий гидратации образующихся катионов мягкость последних снижается в ряду С<1>РЬ>Си>7п>М1>Со>Са.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.246, запросов: 242