Темплатирование в системах, содержащих глины, как метод управления свойствами полимер-композиционных сорбентов и платиновых электрокатализаторов

• Автор: Лаврентьева, Екатерина Константиновна
• Шифр специальности: 02.00.06, 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Общая характеристика глинистых минералов

1.1.1. Структура глинистых минералов

1.1.2. Суспензии глинистых минералов.

1.1.3. Природа активных центров на поверхности смектитов.

1.2. Глиносодержаишс материалы. Свойства и применение

1.2.1. Органомодифицирова1гныс глины.

1.2.1.1. Глины, модифицированные катионным ПАВ.

1.2.1.2. Глины, модифицированные катионным полимером.

1.2.1.3. Органоглины как абсорбенты

1.2.2. Композиты полимерглина.
1.2.3. Интеркалированные, фиксированные и активированные глины.
1.2.3.1. ГЧинтеркалированные глины как катализаторы.
1.2.4. Глины, иммобилизованные на тврдой поверхности. Сенсорные системы
1.3. Заключительные замечания.
Глава 2. Методика эксперимента
2.1. Реактивы, растворы, газы, вспомогательное оборудование.
2.2. Приготовление и исследование функциональных свойств сорбентов
2.2.1. Синтез поликатионов П4ВПМе.
2.2.2. Приготовление органоглии БентЦПХ и БентП4ВПМе.
2.2.3. Приготовление композитов ПААМБент, ПААМБентЦПХ и ПААМБентП4ВПМе .
2.2.4. Приготовление композитов ПААМБентгП4ВП Ме .
2.2.5. Построение изотерм абсорбции
2.2.6. Тестирование абсорбционных свойств органоглин и композитов
2.3. Приготовление платиновых электрокатализаторов
2.4. Методы исследования
2.4.1. Рентгеновская днфрактомстрия
2.4.1.1. Рентгенофазовый анализ
2.4.1.2. Рентгеновское рассеяние.
2.4.2. Электрохимические методы исследования платиновых электрокатализаторов.
2.4.2.1. Электрохимическая ячейка, электроды, реагенты, газы.
2.4.2.2. Характеристика поверхности электродов методом волътамперометрии
2.4.2.3. Исследование активности катализаторов в отношении электроокисления метанола.
2.4.2.4. Анализ старения осадков.
2.4.3. Микроскопические методы исследования
2.4.4. Спектроскопия поглощения в УФвидимой области.
2.4.5. Тсрмогравнметрический массспскгральнын анализ
2.4.6. Хроматография.
2.4.7. Рамановская спектроскопия.
2.4.8. Реологическое исследование
2.4.9. Электропроводность суспензий
Глава 3. Исследование структуры и состава используемых глин.
3.1. Фазовый и элементный состав используемых глин
3.2. Заряд поверхности глинистых частиц.
3.3. Морфология глинистых частиц
3.4. Реологическое исследование суспензий Монт и Бент.
3.5. Ионообменные свойства Монт и Бент по отношению к ЦТТХ и структура образуемых комплексов.
3.6. Заключительные замечания
Глава 4. Темплатирование в объме композитов. Полимеркомпозиционные сорбенты
4.1. Глины, модифицированные поликатионами.
4.1.1. Закономерности абсорбции поликатионов.
4.1.2. Абсорбционные свойства комплексов бентонитполикатион.
4.2. Композиты полимерорганоглина.
4.2.1. Идеология приготовления и структура темплатированных композитов.
4.2.2. Абсорбционные свойства модифицированных поликатионом темплатированных композитов
Глава 5. Темплатирование на межфазной границе. Платиновые
электрокатализаторы
5.1. Зависимость структуры и свойств осадков Р1 от вида и количества глины в растворе осаждения
5.1.1. Кинетика осаждения
5.1.2. Электрохимическая характеристика осадков
5.1.3. Морфология осадков
5.1.4. Рентгенографическое исследование осадков.
5.2. Влияние потенциала осаждения на структуру и свойства осадков Р1.
5.3. Осадки на графитовой бумаге
5.4. Заключительные замечания.
Список литературы.
Введение


Влияние концентрашш чаепщ на наличие коагуляционных контактов в общем случае таково чем она выше, тем больше коагуляционных контактов образуется в суспензии. Так, в сильно разбавленных суспензиях частицы глины полностью разупорядочены Рис. С 0. При дальнейшем увеличении концентрации глинистых частиц в суспензии возникают различшле виды коагуляционных контактов и формируется структура карточного домика Рис. Прп такой концентрации глинистых частиц суспензии глин приобретают пластичные свойства. В обзоре было показано, что концентрация частиц монтмориллоннтовых глин в том числе и бентонитов, при которой происходит описанное структурообразованис в суспензиях, соответствует С 3 мае. В суспензиях лапонита струюурообразование начинается при концентрациях С2 мае. Наличие электролита в суспензии приводит к компрессии диффузной части двойного электрического слоя, возникающего вблизи заряженных глинистых частиц и, следовательно, к снижению агрегативпой стойкости суспензии. Критическая концентрация электролита, при которой происходит полная коагуляция частиц выпадение осадка, называется критической концентрацией коагуляции ККК. В работе определялась ККК для 0. Ка1монтмориллонита в зависимости от раствора. ККК электролита ЛаС1 для такой суспензии составили 0. М при рН5, 7. В работе было показано, что ККК для других солей СаСЬ, СоМНзбС1з несколько ниже, чем для ЫаС1 в широком интервале изменения . Влияние природы обменных катионов глины на структуру суспензии исследовалось в работе . Было показано, что при замене обменных катионов Мд2 и Са2 в монтмориллоните наИа суспензия становится более структурированной. Это было объяснено тем, что в Иамонтмориллоните отдельные пакеты в частицах связаны существенно слабее, чем в Мд и Самонтмориллонитах, что приводит к существенно большему расслоению частиц в первом случае. Расслоение, в свою очередь, приводит к увеличению числа частиц в суспензии, а, следовательно, и к увеличению числа коагуляционных контактов. Коагуляционные контакты между частицами, характеризующиеся малой прочностью и обратимым характером разрушений , обуславливают явление тиксотропии в глинистых суспензиях постепенное восстановление струкгуры суспензии, разрушенной под влиянием механического воздействия. Реологические свойства глинистой суспензии также определяются межчастичными контактами, преобладающими в системе. С другой стороны, структурированная глинистая суспензия проявляет свойства ненъютоновской жидкости, вязкость которой зависит от скорости сдвига сдвигового напряжения . Кух, где гд предел текучести, К показатель консистенции вязкость системы при 1 с, п показатель, характеризующий воздействие сдвигового напряжения на систему . Если К, то в системе наблюдается сдвиговое разжижение уменьшение вязкости системы при увеличении скорости сдвига, если п1 ньютоновское течение если п1 сдвиговое загустсвание увеличение вязкости системы при увеличении скорости сдвига. Для большинства структурированных суспензий монтмориллонита наблюдается эффект сдвигового разжижения например, в работе сообщалось, что при увеличении концентрации бентонита в суспензии с 2 до 6. К возрастает от 0. В литературе существует большое число работ, посвященных исследоватпо реологических свойств суспензий в зависимости от различных факторов, влияющих на происходящее в ней структурообразованис , природы электролита и т. Так, в работе изучались реологические свойства суспензий монтмориллонита при разных . Было показано, что при скоростях сдвига от 1с1 до с1 вязкость суспензии снижается при увеличении от 5 до 9 изменение знака заряда ребер происходит при рН7. Этот эффект был объяснен тем, что при ниже некоторого значения в суспензии образуется пространственная сетка частиц структура карточного домика, стабилизируемая большим количеством контактов реброплоскость и рсброрсбро при увеличении структура суспензии разрушается за счт увеличения числа контактов плоскостьплоскость. Разрушение структуры сопровождается снижением вязкости суспензии. Аналогичное объяснеште снижения вязкости 1 мае. В работах , , исследовалось влияние электролита на реологические свойства суспензий монтмориллоннтовых глин.