Адсорбционно-структурные характеристики каолинита, модифицированного органосилоксанами

• Автор: Глазунова, Инна Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 155 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1 ПРИРОДНЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ СОРБЕНТЫ.

МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ОРГАНИЧЕСКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ

1.1 Кристаллохимическое строение слоистых силикатов - минеральных сорбентов

1.2 Методы модифицирования минералов

1.2.1 Иммобилизация органических соединений

1.2.2 Модифицирование минеральных сорбентов полимерами

1.3 Классификация модифицированных кремнеземов

1.4 Адсорбционные свойства слоистых силикатов, модифицированных органическими соединениями
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Характеристика объектов исследования
2.2 Модифицирование каолинита
2.3 Элементный анализ на углерод
2.4 Инфракрасный спектральный анализ силикатов
2.5 Термографический анализ
2.6 Методики определения адсорбционно - структурных характеристик
и физико - химических показателей модифицированного каолинита
2.7 Определение термодинамических характеристик адсорбции по результатам газохроматографического удерживания
2.8 Критерия разделения органических веществ
2.9 Адсорбция бензола из водного раствора
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА МОДИФИЦИРОВАНИЯ КАОЛИНИТА ОРГАНОСИЛОКСАНАМИ
3.1 Влияние концентрации модификатора и продолжительности модифицирования на плотность прививки
3.2 Исследование взаимодействия органосилоксанов с поверхностью каолинита по результатам ИК-спектроскопии
3.3 Анализ способа имобилизации органосилоксанов
на поверхности каолинита
3.4 Термографический анализ модифицированных сорбентов
3.5 Исследование кинетических параметров процесса модифицирования
4 ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИОННО - СТРУКТУРНЫХ СВОЙСТВ КАОЛИНИТА, МОДИФИЦИРОВАННОГО ОРГАНОСИЛОКСАНАМИ
4.1 Адсорбционные характеристики модифицированного каолинита
4.2 Ионообменные свойства модифицированного каолинита
4.3 Газохроматографические свойства модифицированного каолинита
4.3.1 Оценка селективности модифицированных адсорбентов
4.3.2 Термодинамические параметры адсорбции
4.3.3 Разделительная способность модифицированного каолинита
4.4 Адсорбция бензола из водного раствора
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
а - равновесная статическая активность или адсорбционная емкость, кг/кг адсорбента, моль/кг; с! - истинная плотность, юг/м3; р/ре - относительное давление;
N - плотность прививки модификатора, ммоль/г;
ці = —-ДЦ°і - начальная (предельная) теплота адсорбции, Дж/моль;
-ДН°і - начальная или предельная изостерическая теплота адсорбции, Дж/моль;
- вклад энергии специфического взаимодействия, Дж/моль;
Д8°1 - стандартное изменение дифференциальной энтропии адсорбированного вещества, Дж/моль К;
8уд - площадь удельной поверхности материалов, м2/кг У^ - суммарный объём пор, м3/кг;
У3 - предельный адсорбционный объем пор, м3/кг;
Умик - объём микропор, м3/кг;
Уме - объём мезопор, м3/кг;
Ума - объём макропор м3/кг;
Уйі - удельный удерживаемый объем, см3/г;
Уз1 - объем, удерживаемый единицей площади поверхности, см3/м2;
5 - кажущаяся плотность, кг/м3.
Обозначение органосилоксанов:
ГМДС - гексаметилдисилоксан;
ОМТС - октаметилтетрасилоксан;
МФЦТС - метилфенилциклотрисилоксан.
Обозначение химически модифицированного каолинита (ХМК): к-ГМДС - каолинит, модифицированный гексаметилдисилоксаном; к-ОМТС - каолинит, модифицирований октаметилтетрасилокеаном; к-МФЦТС; - каолинит, модифицированный метилфенилциклотрисилоксаном

По запатентованному в России способу [123] получают пористый сорбент на основе оксида алюминия, содержащего мезо- и макро- и модифицирующий компонент - полимер полиметилсилоксана. При этом содержание кремнийорганического соединения составляет не выше 10 масс. %.
Применение сорбента «Москат» согласно изобретению [124] позволит значительно повысить эффективность очистки окружающей среды от неожиданных разливов нефтепродуктов и улучшить экологическую обстановку в целом. Поглощающий материал для очистки газов от цианистого водорода состоит из неорганического сорбента с нанесенным на него органическим соединением - дисульфонатфталоцианин [125]. Поглощающая способность адсорбента может быть восстановлена путем нагревания сорбента до 513-543 К.
Органоглины являются также ценным сырьем в строительном производстве [126,127]. На их основе получены композиционные материалы широкой области применения как зарубежными [128-133], так и российскими исследователями [134-138].
Ряд работ авторов Украинской научной школы посвящен изучению адсорбционных свойств органоминералов, а также возможности их использования для разделения углеводородных растворов [139-141]. Адсорбция протонных и апротонных соединений из бинарных углеводородных растворов возможна диметилдиоктадециламмониевым монтмориллонитом [142]. Для извлечения ароматических углеводородов из раствора с парафиновыми углеводородами рекомендуется применять алюмосиликатные сорбенты в сочетании с полиметилсипоксанами [143].
Модифицированные сорбенты широко используются в хроматографии. Перечень наиболее употребимых ХМК, выпускаемых за рубежом промышленно, приведен в [144,145]. В нашей стране селективными сорбентами зарекомендовали себя органоглины [146]. Сорбционные свойства органоглин определяется степенью покрытия глины органическими ионами, их типом и