Адсорбционная способность наноструктурного оксогидроксида алюминия, иммобилизованного на ацетилцеллюлозных микроволокнах

• Автор: Ложкомоев, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Адсорбенты с положительным дзетапотенциалом Литературный обзор

1.1. Заряд поверхности и адсорбция. Потенциал течения и дзетапотенциал, методы их определения.

1.2. Электроположительные сорбен ты

1.3. Способы получения и свойства гидроксидов и оксидов алюминия

1.4. Применение электроположительных сорбентов для микробиологической очистки воды

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования

2.1 Способ получения оксогидроксида алюминия и иммобилизации его на полимерных микроволокнах
2.2 Методы исследования морфологии и текстурных характеристик оксогидроксида алюминия и волокнистого сорбента на его основе
2.3 Методы исследования сорбционных свойств оксогидроксида алюминия п волокнистого сорбента на его основе
2.4 Определение физикомеханических свойств волокнистого сорбента
ГЛАВА 3. Морфология, текстурные характеристики и дзетапотенциал оксогидроксида алюминия
3.1 Оксогидроксид алюминия, полученный окислением частиц алюмонитридной композиции в водной суспензии
3.2 Оксогидроксид алюминия, полученный окислением частиц алюмонитридной композиции, адсорбированных на поверхности полимерного микроволокна
ГЛАВА 4. Адсорбционная активность оксогидроксида алюминия по отношению к адсорбатам различной природы
4.1 Адсорбция неорганических ионов
4.2 Адсорбция крупных органических ионов
4.2.1 Адсорбция метиленового голубого
4.2.2 Адсорбция эозина
4.2.3 Адсорбция таниновой кислоты
4.3 Адсорбция дисперсных частиц и микроорганизмов
4.4 Вероятные механизмы адсорбции и взаи м одснстви й
ГЛАВА 5. Применение волокнистого микробиологической очистки воды ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Установлено, что псреполюсовка происходит при концентрации, соответствующей проскоку при фильтровании, что свидетельствует о значительной роли зарядов в этом процессе. Предложена модель работы волокнистого сорбента, учитывающая природу адсорбента и адсорбата, их заряды и относительные размеры, а также форму частиц и поверхностей. Впервые показана решающая роль электростатического притяжения в динамике адсорбции вирусов на поверхности нанолистового АЮОН. Практическая ценность. Разработан способ получения волокнистого сорбента на основе ацетилцеллюлозных микроволокон, модифицированных наночастицами оксигидроксида алюминия. Определены количественные физикохимические и механические характеристики материала. Разработаны рекомендации о наиболее эффективных областях применения материала. Разработаны фильтрующие устройства, позволяющие производить микробиологическую очистку воды с высокой эффективностью ,9 с производительностью 2 лмин через 0 см2 фильтрующей поверхности при избыточном давлении 0,5 атм. АЮОН, полученный действием Н на электровзрывной нанопорошок II, состоит из нанолистов оксогидроксида алюминия. Иммобилизация АЮОН на поверхности ацетилцеллюлозы в момент его получения способствует сохранению нанолистовой структуры и не изменяет сорбционных свойств. Волокнистый сорбент очищает воду от различных примесей по следующим механизмам неорганические анионы и органические молекулы, имеющие отрицательный заряд в воде, задерживаются центрами основного типа АЮОН за счет кислотноосновного и донорноакцепторного взаимодействия катионы АЮОН практически не адсорбирует, органические катионы могут адсорбироваться на поверхности полимера за счет ванндерваальсовых сил. Адсорбция микро и наночастиц латексных наносфер, бактериофага 2 и бактерий Е. Бактерии, имеющие размеры около 1 мкм, могут удерживаться волокнистым сорбентом механически. Феноменологическая модель работы волокнистого сорбента, учитывающая природу адсорбента и адсорбата, их заряды и относительные размеры, а также форму частиц и поверхностей, в которой решающая роль отводится электростатическому притяжению в динамике адсорбции вирусов на поверхности нанолистового АЮОН. Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 статьи в центральной печати. Основные результаты по теме диссертационной работы обсуждались на Ной Всероссийской конференции по наноматериалам НЛНО совместно с IV Международным семинаром Наноструктурные материалы Беларусь Россия г. Новосибирск, марта г. II i iv , 9 , , на IVой международной научной конференции Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий г. Томск издво ГПУ, , на Третьей Всероссийской конференции с международным участием Химия поверхности и нанотехнология Псковская обл. Хшюво. Объем работы. Работа изложена на ИЗ стр. ГЛАВА 1. Заряд поверхности и адсорбция. Структура и свойства поверхностных слоев в значительной степени определяются адсорбционными процессами на поверхности частиц, а с другой стороны характеристики адсорбции зависят от свойств поверхностных слоев. Поэтому для понимания механизмов адсорбции на поверхности необходимо определять все е физикохимические свойства и их изменения при адсорбции. Одним из важных свойств поверхности является е заряд, который обычно формируется в результате взаимодействия поверхности со средой. Наиболее интенсивно это формирование идт на границе тврдого вещества и сильно ионизирующего электролита, каким, например, является вода е . В результате происходит образование двойного электрического слоя. Формирование двойного электрического слоя на границе раздела оксида с водным раствором электролита возможно в результате различных процессов. Поверхность частиц оксидов в водной среде чаще всего имеет заряд, который возникает вследствие диссоциации амфотерных МОНгрупп, адсорбции Н иили ОН ионов или гидроксокомплексов, образующихся при гидролизе водорастворимых соединений. Важную роль играет адсорбция воды на поверхности частиц оксидов, приводящая к образованию первого гидрагного слоя в виде МОНгрупп и второго слоя путм водородного связывания молекул воды, т. МОНОН2.