Влияние термовакуумной обработки на сорбционные свойства пористых стекол с различным размером пор

• Автор: Филистеев, Олег Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Курган
• Количество страниц: 153 с.

СОДЕРЖАНИЕ
страница
ВВЕДЕНИЕ.

1 ГЛАВА. Получение и свойства пористых стекол

1.1.Способы получения и вилы пористых стекол.

1.2.Влияние условий получения на структуру пористых стекол

1.3.Влияние состава и строения поверхности пористых

стекол на их сорбционные свойства.

1.3.1. Структура поверхности пористых стекол.

1.3.2. Сорбционные свойства пористых стекол

1.4.Особенности дегидратации и дегидроксилирования

пористых стекол
2 ГЛАВА. Объекты и методы исследования
2.1 .Объекты исследования.
2.1.1. Влияние условий выщелачивания на параметры
пористой структуры исследуемых стекол
2.2. Методы исследования
2.2.1. Метод калориметрического измерения теплоты смачивания
2.2.2. Измерение изотерм сорбции на адсорбционновакуумной установке с кварцевыми пружинными весами МакБена.
2.2.3. Дополнительные методы исследования
3 ГЛАВА. Результаты экспериментам их обсуждение
3.1 .Изучение изотерм сорбции на пористых стеклах.
3.1.1. Изотермы сорбции паров воды.
3.1.2. Изотермы сорбции паров алифатических спиртов
3.1.3. Изотермы сорбции паров бензола и циклогсксана.
3.1.4. Структурносорбционные характеристики пористых стекол
3.2.Влияние предварительной термовакуумной обработки на сорбционные свойства исследуемых пористых стекол
3.2.1. Изотермы сорбции паров воды на пористых стеклах, подвергнутых термовакуумной обработке
3.2.2. Изотермы сорбции паров спиртов на пористых стеклах, подвергнутых термовакуумной обработке
3.2.3. Изменение сорбционноструктурных характеристик
пористых стекол в результате их термовакуумной обработки.
3.3.Применение теории объемного заполнения микропор
для описания изотерм сорбции на пористых стеклах
3.3.1. Методика определения параметров основного уравнения
теории объемного заполнения микропор.
3.3.2. Анализ применимости теории объемного заполнения микропор для описания изотерм сорбции на порист,х стеклах.
3.3.3. Параметры основного уравнения ТОЗМ для изотерм
сорбции паров воды и спиртов.
3.4.Теплоты смачивания исследуемых пористых стекол.
3.4.1. Теплоты смачивания пористых стекол подвергнутых термовакуумной обработке при различных температурах.
3.4.2. Зависимость теплоты смачивания пористых стекол
от размера их пор.
3.4.3. Применение теории объемного заполнения для расчета теплот смачивания пористых стекол
4 ГЛАВА. Практическое применение результатов исследований
4.1. Методика оценки размера пор пористых стекол
по результатам измерения теплот смачивания.
4.2. Изучение разделительной способности исследуемых
пористых стекол
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Оставшееся стекло содержит в порах коллоидные частицы кремнезема которые могут быть удалены обработкой раствором ОН. После этого стекла промывают водой и сушат при температуре 3К. ПСКП обладают пористостью , средним размером пор 4,5 0 нм, удельной площадью поверхности 0. Процесс получения стекла Уусог схож с получением ПСКП. Оно готовится из НБС состава ,7БЮ2, ,9 В3, 6,6 , 3,5А0з. Расплавленное
стекло выдерживают при температуре выше верхней границы отжига, но ниже той, которая могла бы вызвать деформацию. В результате получается двухфазное стекло аналогичное ПСКП, которое также подвергается обработке горячими растворами кислот для удаления нестойкой фазы. В отличие от ПСКП, Уусог не обрабатывается раствором ХаОН, а подвергается медленному нагреванию до температур К. В итоге стекло содержит порядка ЯСЬ и обладает пористостью около 2,средним размером нор около 46 нм и удельной поверхностью 0 м2г, также зависящей от размера пор. Пористые стекла, полученные по зольгелевой технологии ПСЗГ. Данная технология получения ПС принципиально отличается от общепринятых методов получения стекла. Суть этой технологии, сводится к тому, что в ходе реакции кислотного гидролиза различных эфиров силикатов при комнатной температуре получают золь кремнезема, после чего золь нейтрализуют раствором аммиака и подвергают гелеобразованию. Затем гель выдерживают при температурах порядка 33 К. В результате получают прозрачное зольгелевое стекло с характеристиками пористой структуры такими же. БЮ2. А.Пористые стекла типа молекулярных сит ПСМС. Исходным материалом данных стекол являются ПБС, таких же составов, как и в случае ГСКП. Особенность приготовления ПСМС заключается в резком охлаждении исходных НБС стекол от температур расплава К. Это позволяет получать ПС с пористостью и средним размером пор порядка 0. ПСМС составляет до 0,см3г. Первые две рупны стекол наиболее изучены, хотя и здесь есть много нерешенных проблем. ПСЗГ появились по сравнению со стеклами гусог и ПСКП гораздо позже, но благодаря более доступной технологии получения и все более расширяющими областями их практического применения число работ посвященных ПСЗГ увеличивается с каждым днем. Этого нельзя сказать о СМС, которые, обладая целым рядом преимуществ по сравнению со многими аналогичным пористыми материалами, до сих пор редко являются объектами исследований. ПСМС. Для оценки влияния микропористой структуры на свойства адсорбентов параллельно исследовались также ПСК, силикагель и кварц. Важно также отметить, что при всей схожести ПСКП и ПСМС выделение последних в отдельную группу обусловлено принципиальным различием в процессах сорбции на этих материалах. Так теплота сорбции паров воды для СК близка к теплоте сорбции на непористых кремнеземах. В случае же ПСМС значение теплоты сорбции заметно возрастает, что свидетельствует о заметном увеличении сорбционного потенциала в порах молекулярноситового раз
мера 0,31,5 нм. Данное явление считают одним из критериев выделения молекулярноситовых материалов в отдельную группу 4,8. Из результатов исследований процессов получения ПС здесь и далее ПС относится к ПСМС и ПСКП 1, следует, что путем варьирования состава исходного НБС стекла, режимов термообработки и условий выщелачивания возможно тонкое регулирование размера пор от молекулярноситовых размеров от 0,3 нм до 1,5 нм до мезопористых 0 нм. Это существенно отличает ПСМС от традиционных молекулярноситовых материалов цеолитов, при получении которых такое регулирование ограничено процессами кристаллизации и катионного обмена. В первую очередь структура ПС зависит от состава исходного НБС стекла. Так главным условием существования ГС является их получение из НБС стекол, состав которых соответствует ликвационной области на диаграмме составов этих стекол. Соотношение количеств оксидов стойкой и нестойкой фазы исходного БС стекла оказывает определенное влияние на структуру получаемых ПС. Логично предположить, что размеры пор и пористость ПС должны увеличиваться с увеличением количества нестойкой фазы, то есть с уменьшением количества в исходном НБС стекле, что на практике подтверждено рядом исследований 26.