Гидротермальный синтез цеолитов

Нагревание водно-щелочных алюмосиликатных смесей. Точная структура и однородность пор синтетических цеолитов. Широкий и многосторонний спектр применения цеолитов в промышленности. Использование для предотвращения загрязнения в почве и окружающей среде.

Рубрика Химия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 10.03.2018
Размер файла 591,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Гидротермальный синтез цеолитов

Марковска Ирена, доктор наук, доцент

Михалев Тодор, аспирант

Университет «Профессор доктор АсенЗлатаров», г. Бургас, Болгария

Введение

Синтетические цеолиты получаются путем нагревания водно-щелочных алюмосиликатных смесей [1]. Они синтезируют от химически чистых реагентов с доказанной чистотой и концентрацией. Это придает синтетическим цеолитам очень точную структуру и однородность пор. Соответственно, адсорбционные свойства лучше и можно контролировать технологично, как синтез и его свойства. Это дает возможность широкого и многостороннего спектра применения цеолитов в промышленности. В некоторых отраслях, цеолиты оказались незаменимым продуктом, как например, для удаления тяжелых металлов из живых организмов [2], а также с успехом использовать для предотвращения загрязнения в почве [3], и окружающей среде [4].

Экспериментальная часть

В качестве сырья для синтеза цеолитов используется каолин, который имеет следующий химический состав: Al2O3 - 36,59%, CaO - 49,43 %, Fe2O3 - 0,79%, TiO2 - 0,24 %, МgO - 0,23 %, CaO - 0,18 %, Na2O - 0,16 %, K2O - 0,55 %, LО.I. - 2,45%.

Каолин подвергся следующей обработке:

Перемолен на мельнице модели „Retsch”, просеян через вибрационное сито модели „Retsch”, высушен при 120 оС в течении 2 h в сушке модели “J.P.SELECTA,s.a.”. Исходным материалом является каолин с содержанием минерала каолинита между 80-90%, и с низким содержанием SiO2. Для синтеза каолин нагрет при 650 °С в течение 2 h в сушильном шкафу модели “Carbolite CSF 1100”. При этом нагревании каолин активируется и переходит в метакаолинит по следующей реакции:

Каолинит Al2O3.2SiO2.2H2O > 650 оС, 2 h > Метакаолинит Al2O3.2SiO2

Используется и NaOH в "Scharlau", подготовленный в виде водного раствора с деионизированной водой. Используемая концентрация NaOHсоставляет 8 М. Гидротермальный синтез осуществлен в автоклаве, который продемонстрирован на рис. 2, металлический цилиндр из нержавеющей стали, объемом 350 см3. В металлический цилиндр помещают два фарфоровый тигеля по 50 мл / рис. 3 /. Нагрев автоклава осуществляется путем помещения его в электрическую сушилку при регулировании температуры и нагревании до 100 °С.

В ходе эксперимента, взвешивается 25 г метакаолинита и заливается 10 см3 раствором NaOH с концентрацией 8 М. Интенсивно перемешивается и затем консистенция ставится в тигли. Нагревание проходит при температуре 60 °С на протяжении 36 ч. После нагревания полученный цеолит промывают деионизированной водой рН = 7.

Рис. 1. Дифрактограмма рентгеноструктурного анализа синтетического цеолита

Рис. 2. Рис. 3

Результаты и обсуждение

При проведенном синтезе на рис. 1 показанадифрактограмма рентгеноструктурного анализа синтетического цеолита. На ней виден синтетический цеолит NaA со следующий минеральный составом:

Цеолит (Na96A196Si96О384.216H20) - 75 %

Содалит {Na[Al6Si6O24 ] [OH]2[H2O]2 } - 12%

Кварц (SiO2) - 10 %

Гематит (F2 O3) - 3%

На рис. 4 и рис. 5 изображены фотографии синтезированного цеолита при 10 µm и 5 µm.. На фотографиях видны синтетические кристаллы цеолита. При низком уровне температуры синтеза можно видеть, что степень цеолитизации составляет 75%, что является удовлетворительным результатом. Анализ показывает, что остаточный диоксид кремния (SiO2) на 10% не вступил в реакцию, когда Al2O3 вступил в реакцию полностью. Предположительное добавление активированного Al2O3 могло увеличить степень цеолитизации до 10%. Следует отметить, что это возможно не привело бы к увеличению уровня цеолитизации, а исследования в этом направлении могут способствовать положительным результатам, что является предметом дальнейшего исследования. Из проведенных экспериментов становится ясно, что химический состав каолина подходит для получения цеолита.

Рис. 4. Рис. 5.

Выводы

1. Цеолит синтезирован в лабораторных условиях из порошкообразного каолина.

2. Химическая формула полученного цеолита следующая (Na96A196Si96О384.216H20).

3. Цеолит подтвержден рентгеноструктурным анализом и микроскопическими изображениями.

4. Степень цеолитицации составляет 75%, остаток SiO2 составляет 10%.

синтетический цеолит водный щелочной

Литература

1. Жданов С.П., Хвощев С.С., Самулевич Н.Н. Синтетические цеолиты: Кристализация, структурно-химическое модифицирование и адсорбционые свойства - М.: Химия, 1981.

2. Гамко, Л.Н., Природный цеолит как абсорбент тяжелых металлов в организме Зоотехния -1997. № 2. -С. 14-16.

3. Минеев, В.Г. Использование природных цеолитов для предотвращения загрязнения почвы и растений тяжелыми металлами Агрохимия - 1989. - № 8.-С. 89-95.

4. Бенев, Д., Применения природного цеолита - клиноптилолита в экологии, Science&Technologies, Volume I, Number 4, 2011.

Размещено на Allbest.ur


Подобные документы

  • Модификация природных цеолитов нерастворимыми комплексами и органическими соединениями. Реакции ионного обмена на цеолитах. Определение статической обменной емкости сильнокислого катионита, сорбционной способности ионов при различной кислотности.

    курсовая работа [123,4 K], добавлен 15.10.2012

  • Способы получения фенола. Открытие цеолитных катализаторов для окисления бензола закисью азота. Природа каталитической активности цеолитов. Новые пути синтеза фенола. Активное состояние железа в цеолитной матрице. Биомиметические свойства кислорода.

    реферат [580,8 K], добавлен 24.04.2010

  • Геометрическая структура адсорбентов. Роль адсорбентов в хроматографии. Свойства адсорбентов, их классификация и селективность. Недостатки цеолитов как адсорбентов. Силикагель и его адсорбционная активность. Природа адсорбента и их модифицирование.

    реферат [24,8 K], добавлен 10.02.2010

  • Описание взаимодействия органилсиланолятов щелочных металлов с галогенидами металлов, расщепления силоксановой связи оксидами элементов. Синтезирование поливольфрамфенилсилоксанов в водно-ацетоновой среде путем применения фенилсиликонатов натрия.

    курсовая работа [274,7 K], добавлен 16.03.2011

  • Общие сведения о природных цеолитах. Уникальные полезные свойства пористой открытой микроструктуры цеолитов. Сравнение полной динамической ПДОЕ и динамической обменной емкости ДОЕ. Ионообменная емкость в статическом режиме, определение по магнию.

    реферат [48,3 K], добавлен 07.12.2010

  • Твердофазный синтез в стекле. Осаждение из растворов. Гидротермальный метод. Метод MOVPE. Синтез нанокристаллических PbS в растворе поливинилового спирта. Синтез нанокристаллов в стеклянной матрице. Оптические измерения.

    контрольная работа [261,0 K], добавлен 08.12.2003

  • Общая характеристика щелочных металлов и их соединений, применение в промышленности. Формы металлов, встречающиеся в природе, и способы их получения. Химические свойства щелочных металлов и их взаимодействие с водой, с кислородом, с другими веществами.

    презентация [3,9 M], добавлен 22.09.2015

  • Перспективные методы синтеза нанокристаллических оксидов. Гидротермальный синтез. Микроэмульсионный метод. Плазмохимический синтез оксидов, сложных композиций металлов. Метод электрического взрыва проводников. Строение и форма ультрадисперсных частиц.

    реферат [562,9 K], добавлен 04.02.2009

  • Корреляция фазового поведения смесей полимер-поверхностно-активного вещества с фазовым поведением смесей двух полимеров или смесей ПАВ. Влияние полимера на фазовое поведение бесконечных самоассоциатов молекул ПАВ. Техническое использование смесей.

    контрольная работа [2,3 M], добавлен 16.09.2009

  • Процесс ректификации играет ведущую роль среди процессов разделения промышленных смесей. В промышленности разделению подвергаются многокомпонентные смеси как простых зеотропных, так и сложных азеотропных смесей. Методы разделения неидеальных смесей.

    дипломная работа [2,9 M], добавлен 04.01.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.