Получение алюмосиликатных сорбентов и катализаторов на основе глинистых минералов и тестирование их свойств

• Автор: Брызгалова, Лариса Васильевна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Глава 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИРОДНЫХ И МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГЛИН

1.1. Структура и физико-химические свойства природных глин

1.2. Модифицирование глин и применение их в катализе

1.3. Адсорбционные свойства природных и модифицированных глин в водных растворах

1.4. Постановка цели и задач исследования

1.5. Структурно-методологическая схема работы

Глава 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, МЕТОДЫ И АНАЛИЗЫ

2.1. Методики определения характеристик глинистых пород и исследования их физико-химических свойств
2.2. Приборы и оборудование
2.3. Использованные вещества и реактивы
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИРОДНЫХ ГЛИН РАЗЛИЧНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАБАЙКАЛЬЯ И ПОЛУЧЕННЫХ НА ИХ ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГЛИН
3.1. Исследование физико-химических свойств природных глин
3.1.1. Г ранулометрический состав
3.1.2. Химический состав
3.1.3. Минералогический состав
3.2. Получение алюмосиликатных материалов на основе природной глины Мухор-Талинского месторождения

3.3. Изучение текстурных свойств природных и модифицированных материалов
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ И КАТАЛИТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГЛИН
4.1. Исследование адсорбционных свойств
4.1.1. Адсорбционные свойства природных и модифицированных глин по отношению к красителям различной природы
4.1.2. Адсорбционные свойства природных и модифицированных глин по отношению к анионогенным ПАВ
4.2. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГЛИН
4.2.1. Каталитические свойства модифицированных глин в реакции разложения пероксида водорода
4.2.2. Каталитические свойства модифицированных глин в реакции окисления фенола и азокрасителя КХТС
4.2.3. Каталитические свойства модифицированных глин в реакции окисления тиоцианатов
Глава 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТОВ И КАТАЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВ АННОЙ ГЛИНЫ
5.1. Технологии получение сорбентов и катализаторов
5.1.1 .Технология получения Ге-глины-к
5.1.2. Технология получения Бе-А1-глины-к
5.2. Технологическая схема двухступенчатой очистки сточных вод
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В последнее время большой интерес вызывают сорбенты и катализаторы, полученные на основе глинистых минералов путем модифицирования различными комплексами переходных металлов. Модифицирование монтмориллонитовых глин различными соединениями приводит к образованию регулярных пористых структур, обладающих уникальными физико-химическими свойствами. Возрастание интереса к модифицированным глинам обусловлено также необходимостью замены традиционных сорбентов и катализаторов экологически безвредными, которые также характеризуются относительной дешевизной и высокой удельной поверхностью. На сегодняшний день недостаточно исследовано влияние модифицирования на структурные, термические, адсорбционные и каталитические свойства таких материалов. В связи с этим актуальной задачей является изучение адсорбционных и каталитических свойств модифицированных глин, а также разработка технологий их получения. Актуальность работы. Эффективные, недорогостоящие сорбенты и катализаторы всегда востребованы в промышленности и хозяйственной деятельности. Этим требованиям в большой мере соответствуют материалы на основе глинистых минералов, которые характеризуются относительной дешевизной и обладают высокой удельной поверхностью. Возрастание интереса к модифицированным глинам обусловлено также необходимостью замены традиционных сорбентов и катализаторов экологически безвредными. Модифицирование монтмориллонитовых глин различными комплексами переходных металлов приводит к образованию регулярных пористых структур, обладающих уникальными физико-химическими свойствами. Производство сорбентов и катализаторов на основе глинистого сырья сдерживается тем, что на сегодняшний день недостаточно исследовано влияние модифицирования на структурные, термические, адсорбционные и каталитические свойства таких материалов. В связи с этим актуальной

использованием ИК-спектроскопии адсорбированных молекул пиридина, десорбции н-бутиламина, Месбауэровской спектроскопии и других методов показано, что введение железа в алюмооксидные пиллары уменьшает концентрацию бренстедовских центров и поверхностную кислотность. Каталитические свойства монтмориллонитов (месторождение Zenith), модифицированных поликатионами Al (AZA), Al-Fe (FAZA), были изучены в реакции разложения изопропанола [52, 62]. Адсорбция циклических
(неароматических и ароматических) и линейных/циклических неароматических углеводородов была изучена на полученных модифицированных материалах.
Полученные в [63] модифицированные слоистые силикаты с площадью удельной поверхности 162,7 м2/г, объемом пор 0,18 см3/г и диаметром пор 33Ä использовались в качестве катализаторов окисления фенолов. Реакцию окисления фенола проводили при комнатной температуре в стеклянном реакторе, под постоянным потоком воздуха и облучении ультрафиолетовым светом. При этих условиях полученные катализаторы показывали достаточно высокую конверсию фенола.
В работе [64] катализаторы AZA и FAZA вместе с кислотноактивированными глинами использовали для каталитического превращения газов, выделяющихся в процессе термического разложения высокомолекулярного полиэтилена.
Недавно появились работы по получению Fe-содержащих нанокомпозитных катализаторов на основе лапонитовых и бентонитовых глин. Они были использованы как фото-Фентоновские катализаторы для деструкции органических красителей «Orange II» и «активный НЕ-ЗВ» [65-69]. Оба катализатора характеризовались высокой каталитической активностью, долговременной устойчивостью и низкой ценой, что делает их перспективными для использования в процессах очистки промышленных сточных вод.