Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

4.3. Адсорбционные свойства шпинелей

Изотермы физической адсорбции азота были получены при 77 K, используя Quantachrome Autosorb 1c аппарат. До измерения образцы были дегазированы в вакууме в 150 °С в течение 20 ч. Определенные площади поверхности были вычислены, используя уравнение ВЕТ (p/p0 = 0.05–0.2). Адсорбционную активность шпинелей (N) оценивали по сорбции катионов кадмия (II) из нитратных растворов. К 50 мл модельного раствора добавляли определенное количество подготовленного измельченного образца и выдерживали в течение 1,5 часов, периодически помешивая. Содержание катионов кадмия (II) в исследуемом растворе определяли комплексонометрическим методом.

Удельную поверхность порошков измеряли по методу БЕТ с использованием N2 адсорбции. Образцы были дегазированы под вакуумом в 150 °С в течение 20 ч прежде, чем были измерены на аппарате Quadrasorb при 77 K. На рис. 4.6 приведены изотермы адсорбции-десорбции образцов. Значения БЕТ приведены в табл. 4.4.

_4_6.tif

Рис. 4.6. Изотермы адсорбции-десорбции N2 образцов, полученных разложением сульфатов (1); разложением сульфатов в лимонной кислоте (2); разложением нитратов в полиакриламиде (3)

Для синтезированных образцов была исследована адсорбционная активность в процессах поглощения катионов кадмия (II) из растворов. Для этого образцы измельчали до размера частиц, не превышающих 0,385 мм. Эксперимент по изучению поглощающей способности шпинелей проводили при температуре 25 °С.

Величину удельной адсорбции N (мг/г) [186] рассчитывали по уравнению:

N = ?С•V/ m,

где ?С – уменьшение концентрации ионов металла в растворе, мг/л; V – объем раствора, мл; m – масса материала, г.

Результаты исследования приведены в табл. 4.4.

Таблица 4.4

Величина адсорбционной активности материалов

Образец

БЕТ, м2 г–1

?С, мг·л–1

m, г

N, мг·г–1

1

1,42

3070

0,3705

8,3

2

3,42

2960

0,4002

7,4

3

15,87

1976

0,0477

41,1

В результате проведенного исследования установлено, что с увеличением удельной поверхности образцов увеличивается их сорбционная емкость по катионам кадмия (II). Полученные данные позволяют рассматривать синтезированные составы как перспективные для получения материалов для водоочистки.

Таким образом, при исследовании физических и химических свойств шпинелей установлено:

1. Минимальную пористость имеют образцы «чистых» ферритов и хромитов двухвалентных металлов; в интервале значений 0,4 ? х ? 1,6 пористость увеличивается.

2. В образцах, содержащих фазы с пониженной симметрией, пористость увеличивается.

3. Синтез образцов шпинелей по керамической технологии в присутствии хлорида калия приводит к увеличению пористости образцов.

4. Растворимость исследованных шпинелей в натриевой щелочи выше, чем в минеральных кислотах.

5. Выявлено увеличение растворимости у образцов более сложного состава по сравнению с «чистыми» ферритами и хромитами, а также у образцов в тетрагонально-искаженной фазе.

6. Для шпинелей, полученных с добавлением хлорида калия, установлена большая растворимость в минеральных растворителях.

5. Материалы, полученные в ходе разложения солей в присутствии полиакриламида, имеют развитую поверхность и проявляют адсорбционную активность в процессе поглощения катионов кадмия из раствора.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074