Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Математика, химия, физика arrow Сорбция марганца(II) на образцах Mg,Al-CO3слоистых двойных гидроксидов

Методы синтеза слоистых двойных гидроксидов

В литературе описано множество методов синтеза слоистых двойных гидроксидов. Выбор того или иного метода определяется теми свойствами, которыми должны обладать полученные СДГ для применения их в конкретной области.

Все существующие на сегодняшний день методы синтеза СДГ можно условно разделить на две группы. К первой группе относят прямые методы получения СДГ из солей металлов. Вторая группа включает методы получения СДГ из ранее синтезированных гидротальцитов другого состава.

Метод соосаждения

Наиболее простым, воспроизводимым и часто используемым является метод соосаждения [9, 10]. Он позволяет получать СДГ различного катионного и анионного состава. Механизм соосаждения заключается в конденсации гексааквакомплексов металлов в растворе с образованием бруситоподобных слоёв с равномерным распределением, как катионов металлов, так и сольватированных межслоевых анионов.

Так, синтез Mg,Al СДГ можно представить следующим образом:

(1-x)Mg2++xAl3++2OH-+(x/2)CO32-+mH2O>

Mg1-xAlx(OH)2[(CO32-)x/2•mH2O]

Для достижения одновременного соосаждения двух и более катионов, реакцию необходимо проводить в условиях пересыщения. Последнее достигается за счет контроля рН смеси, которое выбирают таким, чтобы оно было больше или равно рН осаждения наиболее растворимого гидроксида. Найдено, что при рН 8-10 осаждаются практически все гидроксиды способных к образованию СДГ металлов.

Различают два вида соосаждения: при низком и высоком пересыщении. При соосаждении при низком пересыщении смешивают растворы катионов металлов MII и MIII и раствор щелочи (NaHCO3, KOH, NaOH) и соли, содержащей вводимый анион. В данном случае предпочтительными являются разбавленные растворы реагентов, небольшая скорость их перемешивания, температура синтеза 60-80°С, промывка осадка тёплой водой, старение суспензии и сушка при температуре не выше 120°С. Полученные СДГ являются чистой фазой гидроталькита с высокой степенью кристалличности.

Так, например, авторы работы [11] для синтеза СДГ растворяли 15 г Al(NO3)3•9H2O и 35.6 г Zn(NO3)2•6H2O в 200 мл воды. Второй раствор готовили растворением 2.1 г Na2CO3 и 12.8 г NaOH в 200 мл воды. Оба раствора смешивали по каплям в стакане с 500 мл Н2О при перемешивании. Затем получившийся осадок промывали 200 мл воды, после чего сушили при T 80°С в течение 10 ч.

При соосаждении при высоком пересыщении раствор, содержащий ионы обоих металлов быстро добавляют к раствору, содержащему NaHCO3 и NaOH. Полученные таким способом СДГ являются менее кристалличными, чем в случае соосаждения принизком пересыщении, т.к. скорость образования зародышей кристаллизации превышает скорость роста кристаллов. Кроме того, часто помимо основной фазы гидроталькита образуются дополнительные побочные фазы.

Причиной неоднородности распределения частиц по размерам является то, что первоначально сформированные частицы имеют больше времени для роста, чем те, которые образуются на завершающих этапах. Для исключения подобных недостатков иногда разделяют стадии роста и старения частиц. Суть метода состоит в очень быстром смешивании реагентов в коллоидной мельнице, где происходит образование центров кристаллизации; затем следует стадия старения [12].

Одним из основных недостатков этого метода синтеза является образование трудно фильтрующихся, высокодисперсных, плохо окристаллизованных гелеобразных продуктов. Для отмывки таких продуктов от примеси маточного раствора необходимо значительное количество воды. Поэтому практически всегда двойные гидроксиды, полученные методом осаждения, для увеличения размера частиц и лучшей окристаллизованности подвергают дополнительной процедуре - длительному старению в водных растворах при повышенной температуре, часто в гидротермальных условиях [13]. Все эти дополнительные процедуры существенно усложняют процесс синтеза СДГ, поэтому неудивительно, что ведутся поиски других, технологически более приемлемых и экологически обоснованных методов синтеза.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее