Неорганические сорбенты на основе гидроксидов металлов и их систем

• Автор: Марченко, Людмила Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 123 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Механизм образования гидроксидов металлов

1.2 Системы на основе гидроксидов алюминия и магния.

1.3 Природа взаимодействия сорбируемых ионов с гидроксидами

металлов

1.ценка вероятности образования протонированных и полимерных форм

1.5Анализ современных способов очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов

1 .бСорбционные свойства гидроксидов в зависимости от природы

образующих их металлов

1.7Применение сорбционного метода для выделения ионов СгУ1 и РЬП из водных растворов

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Используемые материалы и оборудование.
2.1.1 Методика синтеза гидроксидов алюминия, магния и систем на их основе
2.1.2 Методики исследования сорбционных свойств гидроксидов.
2.2 Физикохимические методы исследования.
2.2.1 Методика рентгенофазового анализа.
2.2.2. Методика ИКспектроскопического анализа
2.2.3 Определение удельной поверхности и пористости сорбентов.
2.2.4 Расчет статистических характеристик модели прогноза состава синтезированных систем на основе гидроксидов алюминия и магния
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1 Синтез и исследование физикохимических свойств гидроксидов
алюминия и магния и систем на их основе.
3.2Экспериментальные ИКспектры синтезированных систем на основе гидроксидов алюминия и магния.
3.3 Определение удельной поверхности и пористости сорбентов
3.пределение состава сорбируемых ионов.
3.5Изучение сорбционной способности СОГ алюминия и магния
4 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СОРБЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИССЛЕДУЕМЫХ ИОНОВ ПРИ ФИЛЬТРОВАНИИ СТОЧНЫХ ВОД ЧЕРЕЗ СИНТЕЗИРОВАННЫЕ СОРБЕНТЫ.
4.1 Математическое описание процесса сорбционного извлечения сорбируемых ионов
4.2 Атлас решений дифференциальных уравнений динамики сорбции ионов РЬП и СгУ1.
4.3 Сорбция СгУ1 и РЬИ в динамических условиях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Эти системы чувствительны к способу получения, так как наряду с первичными реакциями химического осаждения самопроизвольно протекают одна или несколько вторичных на поверхности раздела фаз системы, которые меняют их химический состав, а значит и физикохимические свойства осадка. Важнейшими типами вторичных реакций в системах с осадками переменного состава являются реакции обменного взаимодействия, нейтрализации и гидролиза. Изменение состава осадка под действием вторичных химических реакций Вассерман трактует как особый вид старения, названный им хемостарением. Хемостарение рассматривается как топохимический процесс образования новой вторичной фазы, идущий с поверхности частиц первичного осадка вглубь. Значит, при этом способе возможность получения осадка определенного химического состава затруднительна. Говоря об условиях получения осадков гидроксидов металлов, нельзя не упомянуть о природе соли металла и природе осадителя. Авторы многих работ изучали влияние природы солей металлов и природы осадителя на химический состав осадков . Для получения гидроксидов металлов чаще всего применяют растворы нитратов, хлоридов и сульфатов. Однако из растворов хлоридов и сульфатов осаждение гидроксидов многих металлов сопровождается образованием основных солей. Анализ литературных данных показал, что для осаждения гидроксидов металлов, свободных от примесей основных солей переменного состава, необходимо использовать растворы нитратов металлов, а в качестве осадителя растворы гидроксидов натрия или калия. Применение того или иного осадителя для конкретной системы гидроксидов должно исключить образование с компонентами системы кристаллических гидроксокомплексов натрия типа 2МОН4, экранирующих частицы реагирующих гидроксидов. Полнота осаждения гидроксидов достигается при определенной величине , характерной для каждой конкретной системы
Сведения о получении осадков трудно растворимых гидроксидов металлов и систем на их основе из неводных растворителей весьма ограничены . Известен способ получения гидроксидов металлов, в котором в качестве осадителей используются органические основания алкиламины . Очевидно, что получение систем нерастворимых гидроксидов металлов из неводных растворителей должно сказаться на их структуре. Относительно природы гидроксидов долгое время в литературе существовали различные мнения. Одним из наиболее обобщенных исследований в химии гидроксидов металлов являются исследования В. П.Чалого . В работе изложены взгляды на состав, структуру, природу гидроксидов металлов, их классификацию, сущность явления старения. На примере ряда гидроксидов изучено влияние условий осаждения на состав, структуру и свойства этих соединений, уделено внимание исследованию систем гидроксидов. В настоящее время большинство исследований в области механизма образования и природы малорастворимых гидроксидов можно разделить на две группы. Сторонники одного направления предполагают, что на начальных этапах гидролиза в растворах образуются мономерные структуры гидроксидов путем ступенчатого гидролиза аквакатионов металлов 8,,. При больших скоростях образования таких мономерных структур из них формируются аморфные осадки гидроксидов. Сторонники другой точки зрения рассматривают аморфные малорастворимые гидроксиды как неорганические полимеры ,. Формирование гидрозолей происходит в результате роста полимерных комплексов металлов до достижения ими размеров коллоидных частиц. Образование полимерных форм авторы работ связывают с процессами конденсации, основанными на оляции и оксоляции. В соединениях такого типа атомы металлов связаны через мостиковые группы гидроксо, оксогруппы, которые образуют с центральными атомами координационную связь ,,. Совокупность процессов, протекающих в водных растворах солей многовалентных металлов и приводящих к образованию многоядерных комплексов, были названы реакциями гидролитической координационной полимеризации. Такой процесс конденсации свойственен оксогидроксоионам МеОхОНыхХ где ХЫ, когда в координационной сфере метала нет аквалигандов и в качестве уходящей может быть только ОНгруппа .