Введение к работе
Актуальность работы. Разработка способов регулирования процессу структурообразсвания в дисперсиях глин при высоких температурах является одной из центральных задач коллоидной химии. Эта проблема приобретает особое значение при раскрытии механизма химических процессов, структурных превращений и структурообразо-вания, .происходящие в дисперсной системе в условиях нагрезания, которые являются научной основой получения с заданными свойствами структур ( адсорбентов, катализаторов, наполнителей ч т.д.) тем более в последнее время природные минеральные сорбенты с ионами переходных металлов (ИПМ) находят применение в качестве носителей катализаторов.
Для глинистых, сорбентов характерны первичные (кристаллы) и вторичные частицы (криптоструктуры, агрегаты и т.д.) и пористость, первичная, обусловленная особенностями самих кристаллов и вторячная, псзникаи'цая между контактирующими частицами. При термообработке глинистых сорбентов (бентонитовых, каолиновых глин) протекают проне -' дегидратации, дегидроксилирования, разрушения кристаллическ.' ; ^-руктур, их аморфизацир, образование жидкой фазы и выделение новых кристаллов; благодаря контактным взаимодействиям между вторичными частицами протекают процессы, связанные с образованием коагудяционных, конденсационных, конденсационно-крйсталлизационных, кристаллизационных и криеталлизационно-псев-докоагуляционных структур.
Структурные превращения в системах, состоящих из глин (каолин, бентонит) и нитратов ИПМ (Ki2t Со2* Сг3+ и т.д.) рассмотрены без учета структурообразсвания в -их дисперсиях при термообработке; более того, структурные превращения в системе "ИПМ-опо-ковидная глин"" практически, не изучены.
Цель и зада1.л работы. Целью данной работы является изучение структурных превращений в дисперсиях бентонитовой, каолиновой и опоковидной глин в присутствии оксидов железа и меди. Это предусматривало решение следующих, задач:
- изучение структурных превращений в дисперсиях глин в ком-
позиции с оксидами железа си меди;
определение природы поверхности и пористой структуры, образующейся при нагревании композиций глинистых дисперсий с оксидами металлов;
определение изменения валентных состояний ИПМ в образовавшихся структурах.
Научная новизна. Впервые изучены структурные превращения в дисперсиях бентонитовых, каолинитовых и опоковидныу глин " присутствии оксидов железа и меди. Выязлелы, что в области коіігуля-ционного структурообразования происходят обмен поглощенных глинами катионов на гидратированные ИПМ; в процессе перехода коагу-ляционной структуры в конденсационную, при нагревании системы, глина дегидратируется и нитраты разлагаясь переходят в оксиды металлов. С .переходом конденсационной структуры в кристаллизационную, поверхность частиц глин покрывается оксидной пленкой (-Ме-0-Ме-)п, соедине»ный с тетра- и октаэдрическими ячейками с образованием -Al-0-Ме-, -Si-0-Ме- и др.связями; протекание сложных окислительно-восстановительных реакций в системах "глина-оксид металла" сопровождается частичным - восстанавлением конов металла. В области возникновения кристаллизационно-псевдо-коагуляц/юннсй 'структуры восстановленные металлы спекаются. Установлена прямая связь между глубиной восстановления ИПМ и концентрацией восстановительных центров глин по хлоранилину; содержание восстановленной формы меди в композициях глин с оксидами больше по сравнению с восстановленной формой ионов келеза. Выявлено, что носителями восстановленных форм ионов меди являются конденсационно-кристаллизационные, а для ионов железа - кристаллизационные и кристаллизационно-псевдокоагуляционные структуры глин.
Практическая ценность. Конденсационно-кристаллизационная структура глинистых дисперсий в присутствии оксидов ИПМ вполне отвечает' требованиям, предъявляемым к нанесенным катализаторам, приготавливаемых на основе Si02, А1203, ИПМ. В этом плане сотрудниками УзНИИХФИ установлена возможность использования продуктов термообработки дисперсии системы "каолин-ИПМ" в качестве катализатора для адсорбционно-каталитического обезврекивания газовых
выбросов, содерзащих пары органических веществ.
Данная работа выполнена в соответствии с планами инаучно-исследовательских работ лаборатории адсорбции ИХ АН РУ 0по теме: "Установление взаимосвязи между изменениями термодинамических параметров сорбции, концентрации активных центров и валентных состояний нанесенных ионов ..переходных металлов в процессе активации и модификации природных минеральных сорбентов", утвержденной Президиумом АН РУз, имеющий номеч Государственной регистрация 01910040694.
Апробация работы. Результаты работы доложены на конференциях молодых ученых, посвященных 60-летию Института химии АН РУ (1993 Г.), 50-летию АН РУ (1994 Г.), 50-летию Победы БОВ (19Э5 Г.), 660-летию Амира_Темура и 5-летию независимости РУ (1996 г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 4 научных статьи и 4 тезиса докладов.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, основных выводов и списка использованной литературы, включающего 124 наименования. Материал изложен на 133 страницах макинописного текста, содержит 20 рисунков к 20 таблиц. "