Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
2.2. Спектральные исследования поверхности слюды.
Методом рентгенофотоэлектронной спектроскопии был выполнен анализ поверхности слюды разной модификации. Для всех модификаций слюды измеряли относительные интенсивности линий К2Р, Mg2Р, Al2Р, Si2Р и на этой основе определяли для них количественный состав исследуемого образца на поверхности (см. табл.2.2). Как следует из полученных данных, поверхностные концентрации металлов при обработке кислотой уменьшаются, приводя к кажущемуся увеличению концентрации кремния. По – видимому, это связано с образованием гидроксильных поверхностных групп за счёт вымывания металлов в виде растворимых солей. Замещение ионов металла на ионы водорода приводит к повышению каталитической активности слюды (см. табл.2.1).
В случае обработки поверхности слюды щелочью происходит снижение поверхностной концентрации калия примерно в 1,7 раза по сравнению с немодифицированной слюдой (рис.2.1). Вероятно, в данном случае происходит замещение ионов калия на натрий, что подтверждается данными рентгенофлуоресцентного анализа (табл.2.2).
Незначительное увеличение поверхностной концентрации алюминия находится в пределах погрешности эксперимента (1%), поэтому можно предположить, что относительное содержание его не меняется. Исходя из этого, расчёт соотношения атомных процентов выполнен относительно Al.
Исходя из этого, расчёт соотношения атомных процентов выполнен относительно Al.
Таблица 2.2.
Результаты определения поверхностных концентраций металлов на слюде методом РФЭС*[10].
| Элемент | Весовые, % | Атомные % | Соотношение ат.% |
| Слюда НМС | |||
| К2Р | 10,1 | 7,1 | 0,30 |
| Mg2P | 28,5 | 32,1 | 1,35 |
| Al2P | 23,5 | 23,8 | 1,00 |
| Si2P | 38,0 | 37,0 | 1,55 |
| Слюда СМК | |||
| К2Р | 8,1 | 5,6 | 0,25 |
| Mg2P | 26,9 | 30,2 | 1,35 |
| Al2P | 22,0 | 22,3 | 1,00 |
| Si2P | 43,1 | 41,9 | 1,88 |
| Слюда СМО | |||
| К2Р | 6,3 | 4,3 | 0,18 |
| Mg2P | 35,0 | 38,7 | 1,60 |
| Al2P | 24,3 | 24,1 | 1,00 |
| Si2P | 34,4 | 32,9 | 1,36 |
*Расчёт соотношения ат.% относительно Al (1,00%);
Оценка достоверности сравнения ~1%;
Погрешность метода РФЭС~1%.
Рис. 2.1РФЭС – линии К2р: слюда-НМС, -СМК, -СМО
Таблица 2.3.
Весовые объёмные концентрации металлов в слюде по данным рентгенофлуоресцентного анализа [10].
| Способ модификации слюды | Mg, % | Al, % | K, % | Si, % | Na, % |
| НМС | 20,1 | 6,3 | 9,6 | 13,7 | 0,35 |
| СМК | 21,0 | 7,3 | 10,4 | 15,2 | − |
| СМО | − | − | 10,1 | − | 0,83 |
Рис.2.2. РФЭС – линии: слюда-НМС, -СМК и –СМО.
На фоне уменьшающихся атомных % К и Si наблюдается кажущееся возрастание концентрации Mg (табл.2.3, рис. 2.2). Кроме того, если в процессе обработки поверхности слюды NaOH образуется Mg(OH)2, то он в силу своей плохой растворимости (2×10-3 г/100г раствора) может частично остаться при промывке слюды от щелочи.
Таким образом, наличие на поверхности слюды СМО и немодифицированной слюды в отличие от слюды СМК больших концентраций ионов металлов, где в связи – Si – O - Me преобладает ионный характер, способствует повышению числа активных мест катализа. Действительно, в процессе обработки или механической смеси с катализаторами эта связь более активна для взаимодействия с соединениями металлов и мономерами.