Формообразование оксигидратов циркония и иттрия в неравновесных условиях

• Автор: Мосунова, Татьяна Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Оксигидраты циркония как группа соединений, их синтез и свойства

1.2. Свойства растворов циркония

1.2.1. Оксихлорид циркония

1.2.2. Гидратированный диоксид циркония ГДЦ

1.3. Получение оксигидрата циркония

1.4. Строение и свойства оксигидратов тяжлых металлов

1.4.1. Природа связанной воды в оксигидратных материалах

1.4.2. Сорбционные свойства

1.5. Формирование периодических коллоидных структур
1.6. Мсзофазоподобнос состояние полимерных оксигидратных матриц
1.7. Постановка задач исследования ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Синтез гелей оксигидрата циркония
2.2. Синтез гелей оксигидрата иттрия
2.3. Исследование сорбционнопептизационных характеристик гелей
2.4. Термогравиметрические исследования оксигидратных гелей
2.5. Исследование оптических свойств оксигидратов циркония и иттрия
2.6. Вычисление статистических и метрологических характеристик ГЛАВА 3. СИНТЕЗ И ПЕРИОДИЧНОСТЬ СВОЙСТВ ОКСИГИДРАТА
ЦИРКОНИЯ
3.1. Изучение гомогенного гидролиза раствора
3.2. Эффект окрашивания оксигидрата циркония
3.3. Подход к изучению термолитических характеристик оксигидратов
3.4. Периодичность термолитических характеристик оксигидрата циркония
3.5. Периодичность сорбционных характеристик оксигидрата циркония
3.6. Выводы по результатам исследования методов синтеза и свойств оксигидрата циркония
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОБРАЗЦЫ ОКСИГИДРАТОВ ЦИРКОНИЯ И ИТТРИЯ
з
4.1. Влияние злектроманитного излучения на сорбционные
характеристики образцов оксигидрата циркония
4.2. Влияние электромагнитного излучения на сорбционные характе ристики образцов оксигидрата иттрия
4.3. Влияние длительности УФ излучения на сорбционные и термоли тические характеристики оксигидрата циркония
4.4. Влияние длительности УФ излучения на сорбционные и термо 0 литическис характеристики оксигидрата иттрия
4.5. Выводы по результатам исследования методов синтеза и свойств
ГЛАВА 5. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИГИДРАТОВ ЦИРКОНИЯ И 9 ИТТРИЯ
5.3 Выводы по исследованию оптических свойств оксигидратов цир 9 кония и иттрия
ГЛАВА 6. КИНЕТИКА СОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ 1 ОКСИГИДРАТ ЦИРКОНИЯ НИТРАТ ИТТРИЯ
6.1. Изотермы сорбции в системах оксигидрат циркония нитрат ит 1 грия
6.3. Выводы по результатам исследования кинетики сорбционных 8 процессов в системах оксигидрат циркония иттрия нитрат ит
оксигидрата циркония
5.1 Турбидиметрические зависимости гелей оксигидратов циркония
5.2 Турбидиметрические зависимости гелей оксигидратов иттрия
6.2. Оператор Лизеганга и уравнение ЯкобиГамильтона
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Для выяснения процесса формирования струюуры гидроксида циркония очень важные данные содержатся в работах , . Гидроксид циркония, находясь еще в маточном растворе, начинает постепенно перестраиваться. Образовавшиеся первоначально вследствие гидролиза, полимеризации, коллоидообразования и коагуляции а1регатыполимеры или первичные частицы, в которых ионы металла связаны главным образом оловыми мостиками, начинают затем распадаться вслсдсгвие оксоляции на отдельные молекулы оксидной фазы. Это приводит к большому пересыщению объема первичных частиц молекулами оксидной фазы и создает благоприятные условия для формирования зачатков кристаллической структуры. Естественно, что процесс кристаллизации развивается неравномерно. Одни первичные частицы могут остаться в исходном полимерном состоянии, другие быть в стадии распада, третьи могут превратится в зародыш, а четвертые достигнуть больших размеров в составе вторичных кристаллов. Поэтому отфильтрованный и высушенный осадок гидроксида имеет в аморфной массе зародыши кристаллической фазы и даже кристаллиты больших размеров. Именно так описали строение гидроксида циркония Лесникович и Свиридов , которые считают, что его можно представить как систему, замороженную на стадии превращения гидроксида в оксид. В такой системе зародыши кристаллического
ХЮ2 размером А в виде пластинок или отдельных плоскостей связанных аморфным гидроксидом, который, помимо структуры, отличается и большим содержанием воды. В работе 6 были изучены функции распределения скоростей растворения аморфных образцов ГДЦ с содержанием воды 3 молекулы воды на одну молекулу 2Ю2 в соляной кислоте. Как известно, дифференциальные скорости растворения образца сорбента симбатны молекулярномассовому распределению ММР изучаемых полимеров и, следовательно, содержат информацию не только о полимерной сшивке геля, но и опосредовашю о его конформациях. Большие количества связанной воды заставляют высказать концепцию плавающего в гидратной воде геля, а также предположить разъединяющее влияние молекул этой воды на нейтральные тетраэдрические образования гидроксида циркония 7г4ОН6Н8 или болсс крупные агрегаты . Асимметричные функции распределения начинают проявляться у образцов ГДЦ с содержанием воды ггНг5Н, т. Бидендатность функций распределения трактуется в теории полимеризации как быстрый переход от гомо к гетерофазной полимеризации. Тетрамеры геля мономерные единицы захватываются поверхностью осадка по сорбционному механизму, т. Вероятность адсорбционного извлечения мономерных звеньев поверхностью растет по мере увеличения степени конверсии. Бидендатные функции распределения наблюдаются у образцов с содержанием М Н на 1 моль г . Ограничение роста полимерных цепей управляется равновесием между адсорбцией мономерных фрагментов поверхностью и их пептизационной десорбцией. Конденсационные процессы обычно протекают независимо от полимеризационных. Деструкционнополимеризационный механизм формирования полимерной оксигидратной матрицы частично объясняет структурноморфологическую двойственность оксигидратных сорбентов. Деструюурированныс фрагменты матрицы можно отождествить с растворами амфифила в воде . Естественна определенная ориентация амфифилоподобных образований, глобулярных или плоскостных, относительно поверхности полимерной матрицы. Существует вероятность образования высокоупорядоченных двойных слоев амфифилоподобных частиц кристаллитов. Ламеллярные фазы, в совокупности представляющие собой чередующиеся двойные слои амфифилоподобных образований и воды, являются фазами геля. Важно то, что их структура, а также равновесие с другими жидкокристаллическими фазами такие же, как и в ламеллярных жидкокристаллических фазах. При нагреве подобные ламеллярные фазы могут плавиться и переходить в ламеллярные жидкокристаллические фазы. Явление упорядочения структуры оксигидрата циркония хорошо прослеживается при электронографическом исследовании апплицированных гелей 6. Изменение состава гидроксида циркония в процессе выдержки обычно называется старением геля.