Старение гидрогелей оксигидроксидов Fe(III), Al(III), Cr(III), Zr(IV) и Ti(IV) с сорбированными катионами цветных металлов

• Автор: Семушин, Василий Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 236 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные сокращения и обозначения, принятые в диссертации

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Образование аморфных оксигидроксидов. Основные

закономерности

1.2 О старении оксигидроксидов

1.3 О поверхностных свойствах оксигидроксидов

1.4 Сорбция катионов металлов на оксигидроксидах

1.5 О вторичном загрязнении за счёт старения использованных

оксигидроксидных сорбентов
1.6 Постановка целей и задач исследования
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Сорбционные свойства свежеосажденного оксигидроксида А1 (III)
2.1.1 Реактивы, оборудование и приготовление гидрогелей
2.1.2 Методики экспериментов
2.1.3 Влияние природы электролита и температуры на сорбционные свойства оксигидроксида А1 (III)

2.2 Определение удельной поверхности аморфных оксигидроксидов по величине адсорбции ОН-групп
2.2.1 Реактивы, оборудование и приготовление гидрогелей
2.2.2. Методики экспериментов
2.3 Влияние катиона цветного металла на изменение сорбционных свойств ОГ Бе (III), А1 (III), Сг (III), Ъх (IV) и Тл (IV) во времени
2.3.1 Реактивы, оборудование и приготовление систем
2.3.2 Исследование поведения оксигидроксидных сорбентов в
модельных системах в ходе старения
2.3.3 Исследование свойств окисгидроксидных сорбентов после
старения
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Свойства алюмогеля
3.2 Определение удельной поверхности
3.3 Влияние старения на свойства оксигидроксидных сорбентов
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Основные сокращения и обозначения, принятые в диссертации
ОГ - Оксигидроксид кцм- Катион цветного металла СК — Сорбированный катион Буд - Удельная поверхность pH! - pH осаждения РЗЭ — Редкоземельные элементы ГГ — Гетерогенный гидролиз
К„ - Наблюдаемая константа скорости индикаторных реакций ГГ рНТнз - pH точки нулевого заряда М, Мг+ — Металл, катион металла
рН0 — pH раствора электролита (холостого раствора) рНсусп., рНс - pH суспензии рНф - pH фильтрата ЛрН - Суспензионный эффект рНиэт - pH изоэлектрической точки ОА — Отрицательная адсорбция БЭТ — Теория адсорбции и способ вычисления величины удельной поверхности образца по Брунауэру-Эммету-Теллеру ДЭС — Двойной электрический слой ПЗ - Парсонса-Зобеля а0 — Эффективная посадочная площадка С — Концентрация Еа — Энергия активации ПМ — Платиновые металлы А0н - Величина сорбции ОН-групп Атах - Величина предельной сорбции ОН-групп Бон- Посадочная площадка ОН-группы Уон - Коэффициент активности ОН-группы МС - Модельная система ЦА — Центральный атом

интервалах pH при температурах от 10 до 50 °С. Было найдено, что точное регулирование рНщз может достигаться в интервале pH 4.45 - 8.95 путем изменения температур раствора между 10 и 50 °С. Повышение температуры в этих пределах вызывает увеличение значения рНщз. Эти результаты показывают, что повышение (понижение) температуры суспензии является очень простым методом заметного расширения интервала pH, в котором у-А1гОз может адсорбировать разнозарядные частицы. Кроме того, наблюдалось,
что увеличение (уменьшение) концентрации АЮН^ и (А1СГ ) групп, которые
являются центрами адсорбции -(+) частиц, происходит при повышение температуры суспензии. Значения рНтнз, полученные экспериментально, • хорошо согласуются со значениями, рассчитанными для двух средних констант диссоциации К|"' и К“‘ соответствующих равновесию между
депротонироваными и протонированными поверхностными группами А10Н. Влияние температуры суспензии на рНщз и концентрацию поверхностных центров были интерпретированы исходя из предпосылки, что поверхностные реакции депротонирования АЮН^ и А10Н групп являются экзотермическими.
Зависимость экспериментально определённых потенциометрическим титрованием величин рНтнз для ОГ Ре (III), 71 (IV), 2х (IV), 1п (III), Сг (III), Бт (III) с различными величинами рН1 от концентрации фонового электролита, в среде которого проводилось титрование, рассмотрена в работах [3-7, 10]. Было найдено, что кривые зависимости рНтнз от рН1 для разных концентраций фонового электролита пересекаются в одной точке (рис. 7), которая была названа истинной рНТнз- По своему физическому смыслу величина истинной рНтиз совпадает с величиной рНтнсэ, употребляемой зарубежными авторами. Эта зависимость возникает следующим образом. Поверхность ОГ, обладающая избыточными группами Н30+, при взаимодействии с Н20 или с разбавленным раствором электролита захватывает ОН--группы в процессе кислотно-основного взаимодействия, направленного к достижению равенства количества групп НэО+ и ОН- на его поверхности, и pH суспензии уменьшается. При рН1>рНтнз группы ОН- на поверхности ОГ уже находятся в избытке, и pH суспензии возрастает. . Истинное состояние нейтральности полученных описанным способом ОГ достигается при рНь соответствующем истинному рНтнз (табл. 1).