Взаимодействие оксидов и гидрооксидов алюминия с растворами электролитов в кислых средах

• Автор: Кучковская, Ольга Валентиновна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Г идроксиды алюминия
1.1 Л. Классификация гидроксидов алюминия
1.1.2. Морфология, фазовый и химический состав гидроксида алюминия
1.1.3. Формирование поверхности гидроксида алюминия... ,
1.1.4. Природа частиц гидроксида алюминия
1.2. Оксиды алюминия
1.2.1. Классификация оксидов алюминия
1.2.2. Фазовые превращения оксидов алюминия
1.2.3. Структура оксидов алюминия
1.2.4. Влияние природы и дисперсности исходных веществ на
величину поверхности оксида алюминия
1.3. ИК-спектры оксидов и гидроксидов алюминия
1.4. Термогравиметрический анализ
1.5. Строение поверхности оксида и гидроксида алюминия
1.5.1. Гидратный покров оксида алюминия
1.5.2. Свойства гидроксильных групп
1.5.3. Модель денидроксилирования поверхности оксида
алюминия
1.6. Кислотно-основные свойства оксидов и
гидроксидов алюминия
1.6.1. Донорно-акцепторные свойства оксида алюминия
1.6.2. Методы исследования акцепторных свойств оксида алюминия
1.7. Кинетика и механизм растворения оксидов и гидроксидов алюминия
в кислотах
1.7.1. Основные модели описывающие процесс растворения
твердых кристаллов
1.7.2. Методы анализа кинетических данных
1.7.3. Основные модели диффузионной кинетики и их недостатки для описания кинетических кривых
1.8. Существующие экспериментальные данные по растворению
гидроксида алюминия
1.8.1. Сульфатизация бокситов
1.8.2. Определение постоянных растворения
1.8.3. Механизм растворения гиббсита в электролитах
1.9. Методы исследования состояний поверхности оксида
алюминия
1.9.1. Оптические и спектральные методы
1.9.2. Электрохимические методы
1.9.3. Метод потенциометрического титрования
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Исходные вещества и методы исследования
2.1.1. Исходные вещества и растворы для потенциометрического титрования
2.1.2. Исходные вещества для проведения кинетических исследований
2.1.3. Методика получения гидроксида алюминия
2.1.4. Идентификация полученного соединения
2.1.5. Определение размеров частиц
2.2. Методы исследования
2.2.1. Изучение кинетики растворения
2.2.2. Методика определения концентрации алюминия
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА РАСТВОРЕНИЯ ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ В СЕРНОЙ И ХЛОРОВОДОРОДНОЙ КИСЛОТАХ
3.1. Методика обработки экспериментальных данных
3.1.1. Экспериментальные кривые растворения
3.2. Методы анализа экспериментальных данных с позиций гетерогенной
кинетики
3.2.1. Анализ кинетических данных методом афинных преобразований
3.2.2. Методы расчета удельной скорости растворения
3.2.3. Применение принципов фрактальной геометрии для описания кинетических кривых растворения и расчета удельной скорости растворения АУ;
3.3. Поиск эмпирических зависимостей удельной скорости растворения
от различных параметров
3.3.1. Влияние pH на процесс растворения гидроксида алюминия в кислых средах
3.3.2. Влияние концентрации аниона кислоты на процесс растворения гидроксида алюминия
3.3.3. Влияние температуры
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ КИСЛОТНООСНОВНЫХ СВОЙСТВ ОКСИДА И ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ В РАСТВОРЕ ЭЛЕКТРОЛИТ А

лосы, начиная с высокочастотной, относятся к терминальным ОН-группам, связанным с одним катионом алюминия в различной координации. Низкочастотные полосы относятся к мостиковым ОН-группам.
Сравнение оксидов различной модификации показывает, что набор ОН-групп для них примерно одинаков. Появление семи типов ОН-групп можно объяснить существованием пятикоординированных ионов алюминия, экспериментально это можно доказать методом ЯМР. На основе этого можно привести следующий ряд частот кислотности ОН-групп:
Уон - ОНт> ОНпХ)Н°> ОН°’°> ОН°’п> ОН°’т> ОН11,1,
где т, о, п - соответственно тетра, окта и пентаэдрический алюминий.
Положение полос в ИК-спектрах ОН-групп (см'1):
1 ОНт, уон
2 ОНп,уон
3 ОН°, уон
4 ОН°’°,Уон
5 ОН0’п,уоы
6 ОН°’т,уон
7 ОНп’т, уон
Пятикоординированные атомы алюминия в обычных оксидах методом ЯМР не обнаруживаются. Это говорит о том, что пятикоординированные ионы алюминия имеют сильно искаженную координационную сферу, вероятно близкую к октаэдрической, в которой отсутствует шестой атом кислорода [30].
1.5.3. Модель дегидроксилирования поверхности оксида алюминия
Интересную модель для объяснения дегидроксилирования оксида алюминия в процессе нагревания и вакуумирования предложил Пери [35}. Предполагалось, что после нагревания образца при Ю0°С поверхность оксида