Структура и свойства опал-кристобалитов Свердловской области

• Автор: Морозкина, Екатерина Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРИРОДНЫЕ КРЕМНЕЗЕМЫ ОПАЛКРИСТОБАЛИТЫ, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ.

1.1 Природные кремнеземы, классификация, использование

1.2 Свойства опалкристобалитовых пород.

1.3 Современные методы улучшения сорбционных свойств поверхности кремнеземов модификация.

1.4 Выводы и постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА

2.1 Опалкристобалитовые породы, их характеристики и подготовка к работе

2.2 Исходные растворы, их приготовление и методы анализа.

2.3 Методики исследований

ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ И ТЕКСТУРНЫХ СВОЙСТВ ОПОК И ДИАТОМИТА
3.1 Определение химического состава и основных физикохимических характеристик опок и диатомита.
3.1.1 Содержание основных компонентов
3.1.2 Определение физикохимических характеристик
3.2 Фазовый и минералогический состав опок и диатомита.
3.2.1 Установление минеральных форм природного кремнезема с использованием метода ИКспектроскопии.
3.2.2 Рентгенографическое определение фазового состава.
3.2.3 Термогравиметрическое исследования.
3.3 Основные текстурные характеристики опок и диатомита.
3.3.1 Изучение текстуры опок и диатомита.
3.3.2 Исследование влияния прокаливания на текстурные характеристики желтой опоки.
3.3.3 Электронномикроскопическое изучение поверхности кремнезема
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СИЛАНОЛЬНОГО ПОКРОВА ПОВЕРХНОСТИ ЖЕЛТОЙ ОПОКИ
4.1 Изучение поведения силанольного покрова поверхности желтой опоки методом высокотемпературной ИКспектроскопии
4.1.1 Влияние температуры на поведение гидроксильных групп.
4.1.2 Изучение регенерации силанольного покрова
4.2 Исследование реакционной способности силанольных группировок.
4.2.1 Исследование взаимодействия с триметилхлорсиланом.
4.2.2 Исследование воздействия ряда аминов на активированную поверхность желтой опоки.
ГЛАВА 5. ИЗУЧЕНИЕ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ЖЕЛТОЙ ОПОКИ.
5.1 Изучение кислотноосновных свойств
5.2 Изучение сорбции неорганических ионов.
5.3 Сорбция нефтепродуктов.
5.4 Сорбция паров неорганических веществ.
5.5 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Одним из главных факторов, вызывающим широкий интервал этих различий, является их генетическое происхождение. Промышленные месторождения природных сорбентов локализованы в основном в отложениях гидротермальнометасоматичсского, эффузивного, вулканоосадочного и осадочного происхождения. На формирование минерального состава пород существенную роль оказывали процессы диагенеза, метаморфизма и гипергенеза 1,2. Сорбционная активность адсорбентов на основе кремнистых пород определяется характером пористости, величиной удельной поверхности и особенностями кристаллической структуры. Так, наибольшая адсорбционная способность свойственна цеолитам. Присущая им сквозная фиксированная микропористость создает так называемый молекулярноситовой механизм адсорбции. Бентонитовые и палыгорскитовые глины обладают переходной пористостью и макропористостью, адсорбционные процессы протекают в них в основном в межслоевом пространстве разбухающих пакетов. У некоторых разновидностей природных кремнеземов наряду с сорбционными проявляются и каталитические свойства. Благодаря высокой пористости, молекулярноситовым свойствам и кислотосойкости, их можно использовать как катализаторы в отраслях химической и нефтеперерабатывающей промышленности, в процессах изомеризации, полимеризации и дегидратации. В литературе имеются многочисленные сведения о каталитических превращениях углеводородов в присутствии различных природных алюмосиликатов 3, в том числе и в процессах экологического катализа 4. Открываются широкие возможности использования природных сорбентов в природоохранных мероприятиях 57. Так природные сорбенты, обладающие высокоразвитой поверхностью, широко используются в процессах очистки промышленных сточных вод 8, осушки газовых потоков и парофазной очистки крекингбензинов 9. Особый интерес, связанный с физикохимическими свойствами, составом и областью применения, представляют опалкристобалитовые породы опоки, диатомиты, трепела, которые по химическому и минеральному составу образуют особую группу кремнеземистых пород. От чистых глинистых минералов и дисперсных кремнеземов диатомит, трепел опоку выгодно отличает механическая прочность. Опоки, имеющие преимущественно мезопористую структуру, используются для контактной очистки растительных и минеральных масел, очистки парафина, рафинирования канифоли и в других адсорбционных процессах ,. Установлено 9, что опоки некоторых месторождений но своим свойствам соответствует требованиям, предъявляемым к носителям би и полиметаллических катализаторов высокая удельная поверхность, термостабилыюсть, высокая пористость. Во многих процессах природные сорбенты играют роль одновременно сорбентов и катализаторов при регенерации масел, очистке нефтепродуктов от сероорганических соединений и др. Не меньшее значение природные сорбенты приобретают и как носители активной фазы катализаторов ,, этому способствует их термо и кислотостойкость, высокая удерживающая способность. В настоящее время на основе цеолитов, бентонитов, опок, диатомитов и перлитов налажен выпуск сорбентов, фильтровальных порошков, наполнителей бумаги большое применение они находят в строительстве и сельском хозяйстве 1,2,. В качестве фильтрующих порошков для очистки воды , масел , соков и пива наибольшее значение как сорбент приобрели диатомит и близкий к нему перлит. Для достижения необходимых фильтрационных характеристик природный диатомит подвергают обжигу при 0С, чаще всего с добавками флюсов хлорида или карбоната натрия. Иногда обжигу диатомита предшествует его обработка неорганическими кислотами с целью удаления оксидов железа и алюминия. Для повышения макропористости низкокачественных диатомитов предложено перед термической обработкой подвергать их воздействию гидроксида кальция или натрия . Природные сорбенты представляют собой достаточно однородную смесь частиц составляющих их минералов опаловый кремнезем, глинистый материал и песчаноалевритовая фракция. Одним из важных факторов, определяющим такие важные погребительные свойства сорбентов как адсорбционная способность, каталитическая активность, объемный вес, фильтрационные свойства и др.