Анионообменный синтез гидроксида кобальта (II)

• Автор: Пантелеева, Марина Васильевна
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Оглавление

Условные обозначения

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Строение, основные свойства, область применения 9 и методы синтеза гидроксида кобальта II

1.1.1 Строение, основные свойства гидроксида 9 кобальта II

1.1.2 Применение гидроксида кобальта II

1.1.3 Методы синтеза гидроксида кобальта II

1.2 Теория и практика анионообменного синтеза

1.2.1 Синтез гидроксидов металлов

1.2.2 Модели ионного обмена

1.3 Выводы
2.Экспериментальная часть. Реактивы, материалы,
приборы, методики экспериментов
2.1 Реактивы, материалы, приборное обеспечение
2.2 Методики исследований
3. Анионообменный синтез гидроксида кобальта II
3.1 Выбор анионита
3.2 Термодинамическое обоснование анионообменного синтеза гидроксида кобальта II
3.3 Влияние природы аниона на осаждение гидроксида кобальта II
3.4 Исследование продолжительности процесса анионообменного осаждения Со II
3.5 Исследование продукта, образующегося в системе
раствор соли кобальта АВ8 в ОНформе
3.6 Определение оптимальных условий анионообменного синтеза гидроксида кобальта II
3.7 Аппаратурнотехнологическая схема анионообменного синтеза гидроксида кобальта II
3.8 Анионный обмен примесных ионов из твердой
3.9 Исследование регенерации и многократного
использования сорбента
4. Влияние природы противоиона на
анионообменный синтез соединений кобальта II
4.1 Синтез с использованием анионита АВ8 в СОз форме
4.2 Синтез с использованием анионита АВ8 в 8 НСОз форме
4.3 Синтез с использованием анионита АВ8 в 8 С4 форме
Выводы
Список литературы


Исследование гетерогенных систем и процессов в комплексной переработке полиметаллического сырья). Комплексом химических и физико-химических методов изучена гетерогенная система «гидроксид кобальта (твёрдая фаза) - водный раствор соли кобальта - анионит», которая включает две границы раздела фаз. Установлено влияние различных условий на состояние равновесия в указанной системе, которое описано с позиций теории мембранного равновесия ионного обмена в терминах значения потенциала Доннана. II): необменная сорбция соли кобальта с последующим комплексообразованием на функциональных группах анионита и образование осадка гидроксида кобальта на поверхности зерен сорбента. Исследована кинетика анионообменного синтеза гидроксида кобальта (II) и показано, что процесс включает две последовательные гетерогенные реакции: межфазный обмен анионов из водного раствора и анионита и осаждение в растворе гидроксида кобальта. Определено, что лимитирующей стадией анионообменного синтеза является взаимодиффузия противоионов в слое осадка Со(ОН)2, образующегося на поверхности зёрен сорбента. Предложены и обоснованы методология и методика ионообменного синтеза новых материалов, которые могут быть использованы в качестве прекурсоров для получения разнообразных продуктов: карбонатов, сульфидов, силикатов и других соединений цветных металлов. II). Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и обсуждены на научной сессии МИФИ (Москва, ), конференции «Научные чтения, посвящённые -летию М. В. Мохосоева» (Улан-Удэ, ), Всероссийской научной конференции «Молодежь и химия» (Красноярск, , ), II Международной научной конференции «Металлургия цветных и редких металлов» (Красноярск, ), на международной конференции «Теоретические аспекты использования сорбционных и хроматографических процессов в металлургии и химической технологии» (Екатеринбург, ), а также на ежегодных конференциях молодых ученых Института химии и химической технологии СО РАН (-). Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в статьях и тезисах, в том числе 9 статей в рецензируемых изданиях. Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит 4 главы и состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, выводов, списка цитируемой литературы (1 ссылка). Работа изложена на 6 страницах, включая рисунков и таблицы. Глава 1. Впервые синтез двухвалентных металлов (добавлением щелочи к водному раствору металла) был описан Feitknecht в г. Он приводит только общую формулу продукта - М(ОН)2 без детального структурного анализа. В г. Allmann [2] and Taylor [3] установили, что гидроксиды имеют сложную слоистую структуру. Позднее [4] было определено, что гидроксид кобальта (II) имеет две модификации а-Со(ОН)2и |}-Со(ОН)2. Впервые а-фаза для Со(ОН)2 была получена Bode [] в результате осаждения кобальта гидроксидом калия из раствора Co(N)2. Он установил, что в a-форме, в отличие от p-формы, присутствуют молекулы воды и предложил для неё структуру, состоящую из двух слоев: один включал цепочку из упорядоченных октаэдров Со (как в P-форме), а второй состоял из молекул воды. В настоящее время считается [], что a-форма Со(ОН)2 изоструктурна гидротальцитподобным соединениям (hydrotalcite-like), представляющим собой слоистые двойные гидроксиды с общей формулой: [M,. Mmx(OH)2f+(X)s/m, где М - Mg2+, Zn2+, Со2+; М 1 - Al3+, Fe3+, Сг3 Со3+; X- анион, например, С S', СГ; т- заряд аниона. А до 7-8 А (рисунок 1) [, , 3]. Однако, образование а-формы Со(ОН)2 происходит не только в случае окисления части Со (II) до Со(Ш). В работе [4] показано, что подобная структура образуется и в условиях, препятствующих окислению, например, в инертной атмосфере. В этом случае было установлено, что в сх-Со(ОН)2 существует дефицит ОН - групп, то есть кобальтсодержащий слой имеет состав, описываемый формулой [Со(ОН)2. Для компенсации этого заряда между слоями встраиваются анионы, а также внедряются молекулы воды [, 0]. Механизм образования а-фазы Со(ОН)2 до сих пор точно не установлен. В соответствии с моделью гидроксильных вакансий, в структуре а-Со(ОН)2 возникает дефицит ОН-групп.