Синтез и физико-химические свойства магний-алюминиевого сорбента со структурой гидроталькита

• Автор: Новоселецкая, Оксана Вячеславовна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 127 с. : ил.

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.СИНТЕЗ, ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ГРАНУЛИРОВАНИЯ И СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ИОНОВ С

НЕОРГАНИЧЕСКИМИ ИОНООБМЕННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ.

1.1. Синтез селективных неорганических ионообменных материалов

1.2. Системы на основе гидроксидов магния и алюминия

1.3. Способы получения гидроксидов со структурой гидроталькита

1.4. Гранулирование неорганических сорбционных материалов

1.5. Влияние структуры гранулятов неорганических сорбентов на скорость массообменных процессов

1.6. Ионы, их формы состояния и устойчивость в водных растворах

1.7. Анализ современных способов очистки сточных вод, содержащих ионы

тяжелых металлов

2 МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Исследуемые материалы и оборудование
2.2. Физико-химические методы исследования
2.2.1. Методика рентгенофазового анализа
2.2.2. Методика Ж спектроскопического анализа
2.3. Методика исследования сорбционных свойств совместно осажденных гидроксидов магния и алюминия
2.4. Методика исследования кинетики сорбции
2.5 Методики химического анализа
2.6 Определение удельной поверхности и пористости сорбентов
2.6. Расчет статических характеристик состава синтезированных систем и их сорбционных свойств
2.7. Метрологическое обеспечение эксперимента
2.8. Статистическая обработка результатов измерений
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ЗЛ. Синтез и исследование физико-химических свойств совместно осажденных гидроксидов алюминия и магния
3.2. Определение сорбционно-структурных характеристик совместно осажденных гидроксидов магния и алюминия
3.3. Изучение сорбционной способности совместно осажденных гидроксидов магния и алюминия
3.4. Кинетика сорбции анионов на совместно осажденных гидроксидах магния и алюминия
4.МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СОРБЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ СОРБИРУЕМЫХ ИОНОВ ПРИ ФИЛЬТРОВАНИИ СТОЧНЫХ ВОД ЧЕРЕЗ СИНТЕЗИРОВАННЫЕ СОРБЕНТЫ
4.1. Математическое описание процесса сорбционного извлечения исследуемых ионов
4.2. Атлас решений дифференциальных уравнений динамики сорбции ионов
4.3. Сорбция Cr(VI), Hg(II), [Fe(CN)6]3' , [Fe(CN)6] 4' в динамических условиях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Решение проблемы предотвращения загрязнений окружающей среды зависит от успешного решения задачи очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов. Нередко возникает необходимость удаления из промышленных сточных вод гальванических производств гексацианоферрат- и хромат- анионов. В производстве средств молекулярной электроники, антикоррозионных добавок в химические источники тока существуют отдельные участки, связанные с переработкой ртути и ее соединений, что требует решения задачи, связанной с обезвреживанием ртутьсодержащих сбросов. Очистка производственных стоков ртути до уровня ПДК (0,005 мг) возможна только с использованием сорбционной технологии.
В связи с этим создание на основе гидроксидов металлов ионообменных материалов, позволяющих за счет высоких емкостных и кинетических характеристик осуществить глубокую очистку технологических стоков от токсичных анионов и катионов, является чрезвычайно важной задачей. Следует отметить, что целый ряд эффектов, используемых для разделения ионов с помощью неорганических сорбентов, в принципе не может быть эффективно использован с применением ионообменных материалов на основе органических полимеров.
Исследования, проводимые в конце прошлого века Львовичем Б.И., Сальниковой В.А., Науменко Л.В., Вольхиным В.В., Сухаревым Ю.И., Воловичем А.М., Барковским И.П., Павловичем Ю.А., Бичиным H.A., Сметанкиным В.И., Окопной Н.Т., Ропотом В.М., Оратовским В.А., Комиссаровой Л.Н., Шацким В.М., Моисеевым В.Е., позволили разработать широкий спектр неорганических материалов, однако они не всегда отвечали требованиям, позволяющим широко использовать их на практике. Поэтому проблема создания работоспособных неорганических ионообменных

доступность внутренней поверхности сорбента.
Для исследования пористости исследуемых СОГ нами была использована ртутно-порометрическая установка П-5, состоящая из комплекта порометров низкого и высокого давления. Давление, оказываемое на образец, варьировалось в пределах 0,3-2500 кг/см2, что позволило исследовать
эффективные радиусы пор в интервале от 3,0 до 26000 нм (26 мкм). Опыты производили по системе Плаченова [97] с последующим расчетом эксперементальных данных на ПК.
Осадки СОГ алюминия и магния, полученные по методике, описанной ранее, просушивали при температуре 120°С в течение 6-8 часов. Перед исследованием пористости навеску мсассой 5 г помещали в расширенную часть дилатометра, который затем запаивали и опускали в прибор для заполнения ртутью. Эвакуацию воздуха из дилатометра производили до давления 10'4 мм рт. ст. и не менее двух часов после достижения данного давления. Затем дилатометр закрепляли на крышке бомбы и помещали в ее корпус. Из баллона в бомбу пускали азот; измерение сопротивления производили до достижения равновесного давления в бомбе, примерно через 10 часов после очередного повышения давления. После полного использования давления в балоне дальнейшее его повышение проводили с помощью маслянного насоса и при достижении 2500 атм., начинали постепенное снижение давления, фиксируя изменение сопротивления проволоки в дилатометре. Для каждого исследования проводили несколько параллельных измерений.
Расчет радиусов пор, соответствующих определенному давлению заполнения, проводили по уравнению Кельвина:
_ 2ercos
р (17)
где г - радиус пор: о - поверхностное натяжение ртути; 0 - угол смачивания материала ртутью; Р - давление.
Значения о и 0, применяемые разными авторами, колеблятся в довольно