Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Айлер Р. -> "Химия кремнезема ч.2" -> 126

Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.

Айлер Р. Химия кремнезема ч.2. Под редакцией д-ра техн. наук проф. В.П.Прянишникова — М.: Мир, 1982. — 712 c.
Скачать (прямая ссылка): ailer2.djvu
Предыдущая << 1 .. 120 121 122 123 124 125 < 126 > 127 128 129 130 131 132 .. 310 >> Следующая

Значения функции /(Я) для расчета относительной прочности силикагеля при заданной концентрации кремиезема
11 г=1а г=Зб
1 0,268
2 0,191 0,31
3 0,151 0,27 (см. рис. 5.1)
5 0,107 0,211
7,5 0,080 0,168
15 0,046 0,108
30 0,025 0,064
50 0,016 0,043
а Может быть принято для силикагелей, получаемых при рН 1—3 и 25°С.
6 Может быть принято для силикагелей, прошедших продолжительное старение при 25°С или более высоких аиачеииях рН.
716
Глава 5
происходит дальнейшее развитие коалесценции и радиус г может оказаться равным 3 нм. При данных условиях образования геля (рН, температура) вышенаписанное уравнение должно предсказывать возможные комбинации концентрации и размера частиц, которые будут соответствовать гелям равной прочности. Например, если частицы 2 %-ного золя радиусом 1 нм образуют гель определенной прочности, то можно подсчитать, какую концентрацию частиц необходимо иметь при радиусе частиц г = 7,5 нм, чтобы образовать гель равной прочности.
Принимая г=1 нм и определяя значение функции /(7?) при соответствующем значении Я из табл. 5.5, имеем
С2^ (0,08) = 22/3 (0,27) С15=12,5°/0
Если гелеобразование проводят при комнатной температуре и рН ~3, то расчеты показывают следующие значения для гелей примерно равной прочности:
Радиус частиц, нм Требуемая концентрация 5Ю2, %
1 2
3 4,8
Айлер подтвердил эти данные, приготовив золи указанных концентраций и размеров частиц. При этом выбиралось рН 3, раствор Ыа2504 имел постоянную концентрацию 0,20 н., золи помещались в сосуды равного объема. Золи застудневали через 2—3 сут. После 5 сут такие золи «прозванивались» с одинаковой, четко прослушиваемой частотой, когда ударяли по сосудам с содержимым. Это показывало, что все образцы имели примерно одни и те же модули упругости. Одинаковая прочность подтверждалась и тем, что стеклянная палочка диаметром 5 мм проходила внутрь каждого из исследуемых гелей на глубину 1 см примерно при равных усилиях, прикладываемых к палочке и составляющих 275 ± 50 г.
Согласно данным Высоцкого и Стражеско [238а], прочность гидрогеля, полученного из кремневой кислоты при фиксированной концентрации кремнезема, имела острый максимум, когда он формировался при рН 1,7. Этого следовало ожидать, так как рост частиц проявляет минимум около этой точки,, поэтому частицы наименьшего размера формируют наиболее прочные гели.
Минимальная концентрация при формировании геля.
Наблюдалось, что золь, приготовленный из свежеподкислен-ного силиката натрия, в котором первичные частицы имеют
Силикагели и порошки
717
только около 1—2 нм в радиусе, будут образовывать слабый гель, когда устанавливается рН 5,5 при концентрации кремнезема до 0,5 масс. % или около 0,25 объемн. %. Основываясь на вышеприведенной теории равной прочности гелей, можно ожидать следующих минимальных концентраций кремнезема, при которых будет формироваться гель из силиката натрия с отношением БЮ2: Ма20 3,25 : 1 при рН 5—6:
Концентрация,
нм объемн. % масс. %
1 0,25 0,5
3 0,6 1,3
5 0,9 2,0
7,5 2,2 4,8
Айлер приготовил три вида золей, не содержащих солей, с размерами коллоидных частиц 3, 5 и 7,5 нм в радиусе, имевших одинаковую концентрацию 0,6 об. °/о ЙЮ2 при рН 5,5. Один из образцов с радиусом частиц 3 нм застудневал в течение 5 сут, тогда как образец с наибольшим радиусом частиц не превращался в гель даже в течение 10 сут.
Размер частиц и плотность упаковки в высушенных гелях
Конечный размер частиц и способ, посредством которого частицы связываются вместе, очевидно, обусловливают физические характеристики геля, в частности его адсорбционные свойства. Такие изменяющиеся величины рассматривались в гл. 3, а также в настоящей главе в разделе, посвященном рассмотрению характеристик геля.
Концентрация кремнезема во время формирования геля не является важным фактором, определяющим свойства конечного продукта при условии, что не происходило дальнейшего усиления структуры гидрогеля перед процессом высушивания.
Оккерс [162] четко показал, что силикагели, получаемые из кремневой кислоты, могут приготовляться с различными размерами частиц (т. е. с разными значениями удельных поверхностей) путем варьирования величины рН. Однако когда гели готовились из золей с частицами заданного одинакового размера, то они высушивались до одних и тех же конечных значений удельной поверхности и объема пор независимо от концентрации кремнезема в золях и в гидрогеле
(1,2-5,0% 5Ю2).
Объяснение, по-видимому, заключается в том, что при заданном размере частиц усадка гелей происходит примерно до одной и той же плотности упаковки при высушивании неза-
718
Глава 5
висимо от различий в концентрациях кремнезема на стадии гидрогеля после его образования.
Однако гели, образованные при различных рН и затем хорошо промытые и высушенные, имеют специфическое соотношение между рН и объемом пор. Эти соотношения, рассчитанные на основании интерполированных данных Оккерса, показаны на рис. 5.19.
5
и
ё 0,5
2
ш
о
0
0 200 400 600 800 1000 Удельная повепхносгь , м2/г
Предыдущая << 1 .. 120 121 122 123 124 125 < 126 > 127 128 129 130 131 132 .. 310 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed