Влияние кислотно-основных свойств оксидов титана, циркония, гафния на адсорбционные свойства и кинетику их растворения

• Автор: Хлупов, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.01, 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 с. : ил

Оглавление
Введение.

Глава 1. Физико-химические свойства оксидов ТЮ2, Zr02, НЮ2.

1.1. Физико-химические свойства Zr

1.2 Физико-химические свойства ТЮ2.

1.3. Физико-химические свойства НЮ2.

1.4. Кислотно-основные свойства оксидов ТЮ2, Zr02 Hf02.

1.5. Методы исследования адсорбционных состояний и кислотно-основных свойств поверхности оксидов.
1.6 Теоретическое обоснование классических методов потенциометрического титрования растворов кислот и щелочей
1.7. Современные методы потенциометрического титрования оксидных суспензий с учетом строения двойного электрического слоя.
Глава 2. Объекты и методы исследования кислотно-основных свойств, адсорбционных характеристик и влияния их на кинетику растворения.
2.1. Методы получения оксидов и гидроксидов циркония.
2.2. Экспериментальные методы потенциометрического титрования.
2.3. Методика измерений адсорбции спирта, миоглобина и салициловой кислоты на оксидах циркония.
2.4. Методика изучения кинетики растворения оксидов циркония и титана.
2.5. Методы статистического анализа экспериментальных данных и вывод математических закономерностей.
Глава 3. Экспериментальные методы изучения кислотно-основных свойств оксидов (ТЮ2, Zr02, НЮ2).
3.1. Основные экспериментальные результаты полученные методом потенциометрического титрования Zr02 и расчет констант кислотно-основных равновесий на границе ZrO2/ электролит.

Глава 4.
Глава 5.

3.1.1. Особенности методики проведения потенциометрического титрования суспензии 2т02.
3.1.2. Расчет констант кислотно-основных равновесий по данным потенциометрического титрования суспензий гю2.
3.2. Расчет констант кислотно-основных равновесий на границе оксид/электролит по зависимости электрокинетического потенциала от pH.
3.3. Измерение рНо оксидов пассивной плёнки.
3.4. Основные экспериментальные результаты по титрованию суспензии ТЮ2 и расчет констант кислотно-основных равновесий.
3.5. Результаты экспериментального исследования кислотноосновных свойств НЮ2 методом потенциометрического титрования суспензий.
3.6. Сравнение кислотно-основных свойств оксидов и гидроксидов ТЮ2, Zr02, НГО2.
Экспериментальные исследования влияния кислотно-основных свойств на адсорбционные характеристики гексилового спирта, салициловой кислоты и миоглобина на поверхности 2Ю2.
4.1. Методы экспериментального изучения адсорбции гексано-
ла на оксидах и гидроксидах циркония
4.2. Результаты экспериментального изучения адсорбции гексилового спирта на 2г02 путем измерения поверхностного натяжения растворов сталагмометрическим методом.
4.3. Методика определения адсорбции гексилового спирта
из данных потенциометрического титрования.
4.4. Экспериментальное изучение адсорбции салициловой кислоты.
4.5. Экспериментальное изучение адсорбции миоглобина на поверхности 2г02.
Влияние кислотно-основных свойств на кинетику растворения оксидов и гидроксидов титана и циркония.
5.1. Экспериментальное изучение кинетических процессов растворения оксидов циркония и титана в кислых средах.
5.1.1. Методика изучения кинетических закономерностей растворения оксидов циркония.
5.2. Результаты изучения кинетики растворения Zr02 и ТЮ2 в Н2804.
5.3 Этапы анализа экспериментальных данных с использованием представлений кинетики растворения оксидов как формального гетерогенного процесса.
5.4. Моделирование механизма растворения оксидов и гидроксидов титана и циркония в кислых средах.
Общие выводы.
Литература.
Приложение.

V ( мл )

Рис. 1.4. Зависимость pH от объема добавленной щелочи при титровании двухосновных кислот, имеющих различные значения рК1 от 1 до 7 при рК2=8 (а) и рК2 от 7 до 13 при рК]=4 (б). Расчет проводился по уравнению (1.23), Уо=50мл, СКон=0Д, Уе=5мл, у=1Д
Расчет оценок К; констант диссоциации кислот осуществляется по программам (см. приложение), использующим принципы нелинейных методов наименьших квадратов (МНК), с минимизацией остаточной суммы квадратных отклонений (например АиТОЕОШЬ) [87-89]:
(где N - количество точек, М - количество параметров) или методы оптимизации [89].
Из предварительного математического анализа экспериментальных данных кривых титрования оксидных суспензий (из литературных источников) следует, что все оксиды можно рассматривать как двухосновные кислоты, но необходимо ввести поправку на адсорбцию ионных пар (в кислой области Н+...АгГ, и в щелочной области КТ...ОН). Наличие ионных пар говорит о необходимости использования понятия заряда, возникающего на границе оксид/раствор. Более детально такая зависимость рассмотрена в главе 3(см. уравнения (3.10)-(3.11).
1.7. Современные методы потенциометрического титрования оксидных суспензий с учетом строения двойного электрического слоя [58-59].
Теоретической основой метода потенциометрического титрования является выполнение условий электронейтральности раствора и баланса масс ионов [85].