Физикохимия алюмоциркониевых систем, полученных электрохимическим соосаждением

• Автор: Петрова, Екатерина Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Физикохимические свойства и структура гидроксидов и оксидов алюминия

1.2 Структура и физикохимические свойства гидроксидов и оксидов циркония

1.3 Физикохимические свойства и структура бинарных алюмоцирконневых оксидных систем

1.4 Способы получения индивидуальных и бинарных оксидных систем

1.5 Механизм формирования структуры гидроксидов алюминия и циркония при осаждении и соосаждении

Глава 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования и способ их получения

2.2 Исследование химического состава АЦГ

2.2.1 Определение содержания циркония
2.2.2 Приготовление раствора алюмината натрия
2.2.3 Определение содержания алюминия
2.2.4 Определение массовой доли оксида натрия
2.2.5 Определение содержания воды в образцах
2.3 Методы исследования структурных характеристик и физикохимических свойств образцов
2.3.1 Изучение фазового состава
2.3.2 Методы исследования термохимических превращений
2.3.3 Исследование пористой структуры
2.3.4 Исследование кислотноосновных центров поверхности
2.4 Обработка результатов измерений
Глава 3 ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Влияние условий получения на состав
алюмоциркониевых гидроксидов
3.2 Исследование процессов дегидратации
алюмоциркониевых гидроксидов
3.3 Изучение фазового состава алюмоциркониевых систем
3.4 Исследование пористой структуры алюмоциркониевых оксидных систем
3.5 ИКспектроскопическос исследование кислотных и
основных центров на поверхности алюмоциркониевых
оксидных систем
3.5.1 Гидроксильный покров поверхности
алюмоциркониевых оксидов
3.5.2 Бренстсдовскис кислотные центры
3.5.3 Формирование основных центров
3.5.4 Электроноакцепторные свойства поверхности
3.6 Математическое моделирование равновесий в системе А1Ш2г1 УН0Н
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


К настоящему времени накоплен большой объем данных о физикохимических свойствах различных модификаций оксида алюминия 24, однако, до сих пор остается дискуссионным вопрос о реальной структуре низкотемпературных форм и их превращениях при термической обработке. Промышленное производство гидроксидов и оксидов алюминия хорошо освоено и в России и за рубежом. Активный оксид алюминия получают преимущественно путем механической активации гидраргиллита, байерита, нордстрандита, аморфного гидроксида или их смесей 5, а также термическим разложением гидроксида. Последний в зависимости от условий синтеза формируется в виде различных модификаций 2, 67, которые отличаются по химическому составу и кристаллической структуре, и поэтому термические превращения каждого их них имеют свои особенности. Г, Бр, Н с общей формулой А1ОН3. Б, Д, Пб с общей формулой АЮОН. Кристаллические формы гиббсита, байерита и иордстандита описываются формулой А1ОНз, атомы кислорода в них образуют гексагональную упаковку, в когорой атомы алюминия занимают 23 октаэдрических пустот. Тригидроксиды отличаются порядком чередования кислородных слоев. Гиббсит кристаллизуется, образуя крупные кристаллы мкм. При его прокаливании образуется грубодисперсный оксид с низкой удельной поверхностью. Гиббсит является сырьем для получения ОА методом переосаждения или термодиспергирования. Нордстрандит получают гидролизом бугилата алюминия в этиленгликоле и выдерживанием образующегося продукта при 3 К в маточном растворе 6. Чистый нордстрандит может быть приготовлен также с применением амальгамированного алюминия, если к воде добавить этилендиамин. Точное определение кристаллической структуры нордстрандита не завершено до настоящего времени. Структура бемита и диаспора может быть представлена общей формулой АЮ0НхХН. Для приготовления катализаторов преимущественно используют синтетический бемит, который имеет плотноупакованную структуру из атомов кислорода с атомами алюминия в октаэдрических полостях. Октаэдры АЮ4 деформированы и связаны друг с другом общим атомом кислорода в бесконечную цепочку с периодом идентичности 0. Удельная поверхность бемита сохраняется и после прокаливания, а для гелеобразных продуктов при дегидратации может значительно уменьшаться в результате усадки частиц при потере воды. При этом новые внутренние поры не образуются, а также не происходит заметного сближения частиц в отличие от микрокристаллического бемита псевдобемита, для которою термическое воздействие приводит к существенным изменениям пористой структуры. ГОЛ 1. Н на 1 моль Л, соответственно. Диаспор в природе встречается в виде минерала, а в искусственных условиях образуется только при высоких температурах и давлениях, поэтому в качестве сырья для производства ОА он не используется. Это единственный гидрооксид алюминия, который при термическом разложении переходит сразу в аЛ. Существенным недостатком при этом является трудоемкая технология получения диаспора. Структура его определяется природой исходных монокриогаллов 6. Третьей формой мстагидроксидов является псевдобемит микрокристаллический бсмит, который подобен бсмиту, но имеет некоторые специфические свойства. Вероятнее всего существование Пб обусловлено случайными дефектами упаковки. Избыточная вода в Г присутствует в виде свободных молекул и связана прочными водородными связями в межслосвом пространстве кристаллической решетки бсмита. Формула молекулы может быть представлена в виде А1п0Нп. Н при п оо формула апроксимирустся до бемита АЮОН. АЮОНп или размером кристаллитов. В псевдобемите, синтезированном при 83 К, характер контакта между частицами обусловлен коагуляционными связями вандерваальсовские и электростатические взаимодействия, а у бемита, полученного при более высоких температурах контакт между частицами имеет кристаллизационный характер. Для Б и Пб характерна сложная пористая структура, представленная микропорами с радиусом 2. Аморфный гидроксид образуется при осаждении в слабокислой и нейтральной среде и температурах, близких к комнатной.