Закономерности адсорбции борат- и сульфат-ионов из водных растворов на углеродных материалах

• Автор: Юсупова, Ажабича Аслановна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор.

1.1.Нахождение бора в природе.

1.2.Способы извлечения бора из природных объектов

1.2.1 .Метод экстракции

1.2.2. Электрохимические методы

1.2.3.Извлечение бора ионообменными материалами

1.3.Активированные угли, как природные сорбенты

1.3.1.Химия поверхности и ионообменные свойства активированных углей

1.3.2. Влияние катодной поляризации на поверхностные функциональные группы активированных углей
1.3.3. Адсорбция анионов на активированных углях.
1.4. Совместная адсорбция ионов
1.5. Электрохимическое поведение углеродных материалов в растворах электролитов.
Глава 2. Методика измерений, электроды, реактивы.
2.1 .Поляризация образцов активированных углей.
2.2 .Определение удельного количества и констант диссоциации поверхностных функциональных групп методами Боэма и потенциометрического титрован ия
2.3 .Определение точки нулевого заряда методом массового титрования.
2.4 .Методика ИКспектроскопии.
2.5 . Измерение потенциодинамических кривых заряжения .
2.6 .Исследование поверхности активированных углей сканирующим электронным микроскопом
2.7 Методика активации раствора высоковольтным импульсным разрядом.
2.8 Определение содержания бора в растворах.
2.9 .Определение содержания сульфатионов в растворах.
2Методика исследования влияния магнитного поля на адсорбцию
2. Электроды и реактивы.
Глава 3. Результаты и обсуждение
3.1. Электросорбция соединений бора.
3.1.1 .Характеристика исходных углей
3.1.2.Влияние катодной поляризации на поверхностные функциональные группы углей БАУ и ДАК
3.1.3.Адсорбция бора на неполяризованных сорбентах
3.1.4.Адсорбция бора на катоднополяризованных активированных углях
3.1.5.Влияние магнитного поля на адсорбцию бора.
3.2. Электросорбция сульфатионов ,
3.2.1.Адсорбция ионов БО.2 на неполяризованных углях
3.2.2.Адсорбция ионов БО.2 на катоднополяризованных активированных углях.
3.2.3.Электрохимическое поведение компактных углеродных материалов в присутствии сульфатионов.
3.3.Совместная адсорбция бора и сульфатионов на активированном
угле КМ2.
3.4 Влияние высоковольтного импульсного разряда на адсорбцию борат и сульфатионов на активированных углях.
ЛИТЕРАТУРА


Апробация работы Материалы работы доложены на научнопрактической конференции Геологические проблемы освоения и охраны ресурсов подземных вод Восточного Предкавказья Махачкала на II Международной научнопрактической конференции Фундаментальные и прикладные исследования в системе образования Тамбов на II Всероссийской конференции Физикохимические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах ФЛГРА1 Воронеж на Международном симпозиуме Упорядочение в минералах и сплавах РостовнаДону . Публикации. По теме диссертации опубликовано работ в том числе 4 статьи в журналах и 6 статей и тезисов докладов в материалах международных и Российских конференций. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка цитируемой литературы, включающей 7 источников. Работа изложена на 7 страницах машинописного текста, содержит рис. Диссертационная работа выполнена на химическом факультете Дагестанского государственного университета и в Институте проблем геотермии Дагестанского научного центра РАИ при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований проекты . Мр юга и 5рюга. ГЛАВА 1. Бор является первым элементом третьей группы периодической системы элементов Д. И.Мендслеева, типичный неметалл, из всех элементов периодической системы бор по многообразию областей применения уступает только углероду. Свойства бора, обусловленные положением в периодической системе элементов, определяют его распространенность и поведение в природе. Обладая высоким сродством к анионогенным элементам, в первую очередь к кислороду и фтору, бор в свободном виде в природе не встречается, а находится в виде кислородных соединений. Несмотря на малую распространенность бора, он образует крупные промышленные месторождения. Сейчас известно уже более 0 борных минералов. Делятся они на два основных класса бораты и боросиликаты. Большой класс соединений составляют бораты, в которых бор в качестве катионакомплексообразователя играет роль главного, ведущего элемента. Представлены они в основном кислородными соединениями. Большинство боратов являются солями небольшой группы катионов, в которую входят Са, Кта, Б г и Мп. По содержанию связанной воды бораты делятся на водные и безводные. В кристаллической решетке боратов найдено основных структурных типов борнокислых анионов и насчитывается вида их полимеризации. Таким образом, все многообразие минералов бора обусловлено сочетанием различных солеобразующих катионов и форм борнокислых полианионов, содержанием кристаллизационной воды и наличием дополнительных анионов СОз2 , Б2, Р3, ЛвОД Р, СГ, ОП1. В боросшшкатах ведущими комплексообразователями являются одновременно бор и кремний, каждый из которых находится либо в форме независимых анионов полианионов, либо единых комплексных борнокремниевых полианионов. Са и 1Ма, но могут быть Мп, Ре, Ва 1. Первоисточником образования борных месторождений является глубинное вещество земли, которое в процессе дифференциации и дегазации выделяет так называемую летучую фракцию, являющуюся наиболее вероятным источником основной массы вещества атмосферы и гидросферы 2 и представляет собой перегретый водяной пар, содержащий примесь газов и летучих соединений. Огромные количества бора сосредоточены в Мировом океане, солевой состав которого складывался в результате выхода на поверхность и смешения с пресным конденсатом летучей фракции подземных рассолов. При содержании бора в морской воде 4,6 гм3 его ресурсы составляют 7,1 Ю кг 1. Особую группу представляют озерносолончаковые месторождения боратов, расположенные в зонах сухого, теплого климата, который является главным фактором концентрирования борных растворов. Источник бора для таких месторождений термальные и минеральные воды. Крупнейшим месторождением этого типа является озеро Сирлз США, известны также аналогичные месторождения в Иране, Перу, Боливии 3. Рапа залива КараБогазГол 1,. В таблице 1. Дагестана 4, 5, из которой видно, что наиболее перспективным в плане бора является месторождение Махачкала Тарки. Таблица 1. М 0,0 0. Са ,0 ,0 1. Бг 0,0 0,0 0. В 0, 0,0 0,5 0. Извлечение бора из водных растворов может осуществляться различными методами экстракция органическими растворителями, сорбция селективными сорбентами, разделение электроионитовыми мембранами, осаждение бора в виде малорастворимых соединений, соосаждение 1. Каждому процессу присущи свои достоинства и недостатки.