Модифицирование биогенного кремнезема и пути его использования

• Автор: Лисин, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. КРЕМНЕЗЕМ ОПАЛКРИСТОБАЛИТОВЫХ ПОРОД ПРОИСХОЖДЕНИЕ, СОСТАВ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА литературный обзор И

1.1. ГЕНЕЗИС ОПАЛКРИСТОБАЛИТОВЫХ 1 ЮРОД

1.2. СОСТАВ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ОПАЛ

КРИСТОБАЛИТОВЫХ ПОРОД.

1.2.1. Физикохимические свойства оналкристобалнтовых пород

1.2.2. Диатомит Инзенского месторождения

1.2.3. Фильтровальные свойства опалкристобалитовых пород

1.3. МЕСТО ДИАТОМИТА В РЯДУ ДРУГИХ ВИДОВ

АДСОБЕНТОВ
1.4. РЕГЕНЕРАЦИЯ АДСОРБЕНТОВ
1.5. ХИМИЯ ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНЕЗЕМОВ
1.5.1. Поверхностные группы кремнезема
1.5.2. Адсорбция на биогенном кремнеземе
ГЛАВА II. ИЗУЧЕНИЕ СОРБЦИОНПЫХ СВОЙСТВ НАТИВНОГО ДИАТОМИТА обсуждение результатов
2.1. БУФЕРНЫЕ СВОЙСТВА ДИАТОМИТА
2.2. ДЕСОРБЦИЯ МЕТАЛЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЕЛИЧИНЫ
РАСТВОРА ИЗВЛЕЧЕНИЯ.
2.3. АДСОРБЦИЯ КРАСИТЕЛЯ МЕТИЛЕНОВОГО СИНЕГО
2.4. АДСОРБЦИЯ СЕРЕБРА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ
СООТНОШЕНИЯ ДИАТОМИТ РАСТВОР.
ГЛАВА III. МЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ ДИАТОМИТА обсуждение результатов
3.1. МЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ДИАТОМИТА
3.1.1. Кислотный метод активации
3.1.1.1. Изучение десорбции железа из диатомита при кипячении в растворах НС1 различной концентрации
3.1.1.2. Изучение десорбции железа из диатомита при кипячении в растворе НС1 в зависимости от времени кипячения.
3.1.2. Известковый метод активации
3.1.2.1. Изучение адсорбции метиленового синего на активированном известью диатомите
3.2. ГРАНУЛИРОВАНИЕ ДИАТОМИТА
3.2.1. Основные методы гранулирования, использование связующих и термообработка
3.2.2. Разработка способа гранулирования диатомита с различными связующими.
3.2.2.1. Жидкое стекло
3.2.2.2. Хитозан
ГЛАВА IV. АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ГРАНУЛИРОВАННЫХ КРЕМНЕЗЕМНЫХ СОРБЕНТОВ обсуждение результатов
4.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕСОРБЦИИ ВОДЫ И ЕМКОСТИ ГРАНУЛ НА ЖИДКОМ СТЕКЛЕ ПО ВОДЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ . ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕРМООБРАБОТКИ

4.2. АДСОРБЦИЯ ЖЕЛЕЗА ГРАНУЛИРОВАННЫМ
ДИАТОМИТОМ.
4.2.1. Статическая адсорбция железа в зависимости от его начальной концентрации.
4.2.2. Динамическая адсорбция железа и сорбционная емкость гра
. нул на жидком стекле
4.2.3. Динамическая адсорбция железа сорбентами с различным содержанием хитозана.
4.3. ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ АДСОРБЦИИ МЕТАЛЛОВ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД
4.4. СТАТИЧЕСКАЯ АДСОРБЦИЯ СЕРЕБРА ГРАНУЛАМИ НА ЖИДКОМ СТЕКЛЕ
4.4.1. Изучение величины адсорбции серебра в зависимости от его
концентрации в растворе.
4.4.2. Изучение величины адсорбции серебра в зависимости от степени нейтрализации гранул сорбента.
4.5. ИЗУЧЕНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ АДСОРБЦИИ МЕТИЛЕНОВОГ О СИНЕГО ГРАНУЛАМИ СОРБЕНТА
4.6. ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ АДСОРБЦИИ ПЕСТИЦИДА
ГХЦГ ГРАНУЛАМИ СОРБЕНТА НА ХИТОЗАНЕ.
ГЛАВА V. СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИЕ СОРБЕНТЫ И ИХ СВОЙСТВА обсуждение результатов
5.1. МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ДИАТОМИТА
СЕРЕБРОМ
5.2. СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИЙ СОРБЕНТ, ПРИГОТОВЛЕННЫЙ
ПУТЕМ СМЕШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ.
5.2.1. Десорбция железа сорбентом.
5.2.2. Исследования бактерицидной активности в статических условиях
5.3. СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИЙ СОРБЕНТ, ПРИГОТОВЛЕННЫЙ
АДСОРБЦИОННЫМ ПУТЕМ
5.3.1. Десорбция серебра сорбентом
5.3.2. Исследования бактерицидной активности в динамических условиях
ЭКСГГЕРИМЕИТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Разработаны новые методики гранулирования диатомита с использованием связующих, позволяющие получить эффективные и недорогие сорбенты из доступного местного сырья для решения задач водоподготовки и водоочистки. На основе гранулированного диатомита разработаны серебросодержащие сорбенты, проявляющие высокие бактерицидные свойства, в том числе в области высокого содержания бактерий, которые могут найти применение в водоочистке и производстве технологических, пищевых жидкостей и лекарств. Результаты работы докладывались на научной конференции УлГУ года IV и V научнопрактических конференциях Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан Казань, , на международной конференции I ii Мюнхен, III Международной научнопрактической конференции Хозяйственнопитьевая и сточные воды проблемы очистки и использования Пенза, VII Международном съезде Актуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов природного происхождения Пушкин, VII Международной конференции Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана г. Москва, . Диссертационная работа выполнена в рамках фундаментальной научноисследовательской темы Химия и технология продуктов круговорота кремния, регистрационный номер 2. Основные результаты изложены в 8 публикациях. Диссертационная работа изложена на 4 страницах печатного текста. Список цитируемой литературы включает 2 наименования. Работа состоит из введения и пяти глав. В экспериментальной части описаны методики проведения экспериментов по динамической и статической адсорбции, методики определения концентраций адсорбатов, методики модифицирования свойств диатомита. Завершают работу выводы и список цитируемой литературы. Автор считает своим приятным долгом поблагодарить своего научного руководителя д. Офицерова Е. Н. Благодарен за участие, помощь и ценные научные консультации к. Лисину А. Ф и к. Убаськиной Ю. ГЛАВА I. Чистый кремнезем это диоксид кремния 8Ю2, бесцветное кристаллическое, аморфное или стеклообразное вещество. Кремнезем существует в нескольких полиморфных модификациях, или формах , . Кристаллическими формами являются а и р кварц, тридимит и кристобалит, а также образующиеся при высоких давлениях китит, коэсит и стишовит . Они построены кроме стишовита из тетраэдров 8Ю4. Кристаллические формы кремнезема слабо гидратированы . В кремнекислородных тетраэдрах 4 атома кислорода окружают центральный атом кремния. Тетраэдры соединяются друг с другом общими ионами кислорода, называемыми мостиковыми . Эти 0 связи образуют почти плоские циклические структуры различной формы, состоящие из 3 6 членов, которые образуют трехмерную структуру рис. В настоящее время аморфный кремнезем рассматривают как конгломерат кластеров, состоящих из 3 или 4членных по числу атомов циклов. Эти два типа циклов соединены между собой кислородными, либо силоксановыми мостиками, которые образуют 5 или 6членные циклы. В свою очередь, поверхностные кластеры могут иметь ОН3труппы рис. I . Как показал ряд экспериментов и теоретические расчеты частот и форм колебаний в области 0 0 см для каждого кластера и соединяющих их циклов существует свой набор колебаний . Поэтому, используя данные работы , можно по изменениям в ИКспектре судить об изменениях структуры кремнеземной части диатомита как при термических процессах, так и при химической модификации, что и будет продемонстрировано ниже. Для аморфного кремнезема известны анизотропные и изотропные опал образования, тонкодисперсные биогенные формы диатомиты, спонгониты и др. Аморфные формы характеризуются различной, изменяемой степенью гидратации, вплоть до нулевой аэросил . Рис. Растворимой формой кремнезема является монокремниевая кислота ОН4, в коллоидных растворах существующая в форме полимера поликремниевой кислоты , . Структу ры, в основе которых лежат тетраэдры 8Ю4, широко распространены в природе, технике и химии. Разнообразие и свойства таких материалов обусловлены соотношением ближнего и дальнего порядка в организации тетраэдров в пространстве. Для исследования таких структур, особенно аморфных, широко используется ИКспсктроскопия.