Адсорбция поверхностно-активных веществ из органических растворителей и воды на поверхности магнетита

• Автор: Рамазанова, Анна Геннадьевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 102 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Исследование процесса адсорбции на границе раздела фаз твердое тело жидкость

1.2. Факторы, опреле.тяющие адсорбционные процессы на I ран и не раздела фаз твердое тело жидкос1ь IО

.1. Химия поверхности адсорбента. I

1 2.2. Влияние природы растворенною вещее 1ва на процесс адсорбции.

1.2.3. Влияние растворителя на процесс адсорбции.

1.2.4. Взаимодействие адсорба т адсорбон 1. IX

1.2.5. С троение адсорбционного слоя.

1.2.6. Влияние температуры на процесс адсорбции

1.3. Особенности процесса адсорбции йа поверхности оксидов
металлов.
1.3.1. Адсорбция на поверхности оксидов железа.
1.4. Изучение поверхности и адсорбционных комплексов методом ИК
спекгроскопии
1 4.1 Краткая характеристика возможностей применения метода ИКспекгроскопии для исследования процесса адсорбции.
1.4.2. Корреляции между спектральными и энергетическими параметрами процесса адсорбции
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Обоснование выбора метода и объектов исследования
2.2. Исследуемые вешес ва, их синтез и очистка
2.3. Влияние температуры и магнитного поля на размер частиц и удельную поверхность при кристаллизации высокодисперсного
машет га.
2.3.1 Дисперсионный анализ водных суспензий магнетита
2.4. Исследование процессов адсорбции жирных кислот на поверхности магнетита
2.4.1. Выбор уравнения для описания изотерм адсорбции
2.4.2. Методика ИК спектроскопического исследования поверхности магнетита и процесса адсорбции
2.4.3. Адсорбция жирных кислот из органических растворителей на поверхности магнетита.
2.4.4. Проведение процесса адсорбции олеата натрия из водных растворов па поверхности магнетита и изосгеричсские теплоты адсорбции
ГЛАВА 3. ОКСУЖДЕ1ШЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Влияние условий формирования высокодисперсных частиц магнетита па его кристаллическую структуру и удельную поверхность.
3.1.1. Рен монографический анализ поверхности
магнетита
3.1.2. Дисперсионный анализ поверхности магнетита и низкотемпературная адсорбция газов
3.2. ИК спектроскопическое исследование процессов адсорбции ПАВ
на поверхности магнетита.
3.3. Исследование процесса адсорбции на поверхности магнетита
3.3.1. Адсорбция олеата мафия из водных растворов на поверхност и магнетита
3.3.2. Адсорбция жирных кислот из органических растворителей на поверхности магнетита.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Показано, что удельная повсрхнось и размер кристаллитов магнетита зависят от у словий его синтеза. Показана возможность применения метола ИК спектроскопии пропускания для количественною и качественного анализа процесса адсорбции ПАВ на поверхности высокодиснерсного магнетита. Получены изотермы адсорбции стеариновой, олеиновой, линолсвой кислот и олеата натрия из растворов четыреххлористого углерода, гексана и воды на поверхности магнетита. Экспериментально установлено, что параметры изотерм адсорбции зависят от условий получения адсорбента, природы ПАВ и растворителя. Показано, что адсорбция поверхностноактивных веществ, протекает по механизму объемного заполнения пористого пространства адсорбента раствором адсорбата. Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы в фундаментальных исследованиях процессов адсорбции ПАВ из растворов на поверхности металлов и их оксидов. Представленные и работе данные полезны при разработке новых и оптимизации существующих методов синтеза устойчивых магнитных коллоидных систем. Результаты работы используются в процессе преподавания спецкурсов студентам высшего химического колледжа РАН. ГЛАВА 1. Несмотря на то, что процесс адсорбции из растворов твердыми телами имеет большое практическое значение, и этому вопросу посвящено огромное число публикаций, существенные успехи в углубленном понимании этого явления были достигнуты в основном в последние лет. В большинстве ранних работ 1 рассматривались относительно разбавленные растворы, изотермы интерпретировались по аналоги с адсорбцией из газовой фазы, а экспериментальные результаты описывались уравнениями адсорбции типа уравнений Леигмюра и Фрейндлиха. В результате большого числа исследований 1 адсорбции из жидких бинарных смесей и термодинамического анализа результатов в настоящее время признаны важными роль растворителя и его конкуренция с растворенным веществом за адсорбционные центры поверхности. Так. В рабою предполагается, что органические молекулы, адсорбированные на поверхности оксидов алюминия из водных растворов, сохраняют значительную часть своей г идрат ной оболочки, меняя лишь одну или несколько молекул воды из этой оболочки на 1труппу поверхности оксида. Кроме этого в процессе адсорбции на поверхности твердою тела идут и другие явления. Гак, при адсорбции ПАВ происходит образование аесоциаюв поверхностноактивных веществ 1, причем не только в объеме раствора, но и в поверхностном слое. При этом идет конку ренция растворителя и растворенного вещества за адсорбционные центры поверхности. Однако, достаточно исчерпывающих исследований разбавленных растворов молекулярных веществ, которые давали бы правильное представление о механизме процесса, относительно мало. Не
достаточно данных по политермической адсорбции на хорошо охарактеризованных поверхностях, из хорошо охарактеризованных растворов, в совокупности с надежными термодинамическими данными. В последнее время появилось значительное количество работ, посвященных исследованию разбавленных растворов молекулярных веществ, которые лают правильное представление о механизме процесса адсорбции на поверхности твердых тел. В рамках стехиометрической теории адсорбции А. М.Толмачевым ,. А2лг, 1. Ладсорбционный комплекс. Данная модель позволяет описывать процессы локализованной и нелокалнзованной физической адсорбции т хемосорбции, различных адсорбатов во всех случаях, когда адсорбционная фаза может быть рассмотрена как фаза ограниченной емкости. При полимолекулярной адсорбции особое внимание уделяется теории Ьрунау ра. Эмме та. Теллера БЭТ. Однако, несмотря на то, что изотерма БЭТ широко применяется лля описания адсорбционных равновесий, нужно отмстить, что теория БЭТ является термодинамически некорректной теорией. В настоящее время разработана термодинамически корректная модель адсорбции в полимолекулярных слоях, теория Арановича Г. Л. . ПрДч1 1. БЭТ, р равновесное давление, р, давление насыщенною пара. Использование новой изотермы устраняет систематическую погрешность определения удельной поверхности адсорбентов.