Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Айлер Р. -> "Химия кремнезема ч.2" -> 13

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 .. 7 8 9 10 11 12 < 13 > 14 15 16 17 18 19 .. 310 >> Следующая

В другом патенте Александер и Айлер [80] описали выделение частиц, сформированных по рассмотренному выше процессу, путем их коагуляции с ионами металла (например, кальция), промывания осадка для удаления соли натрия и последующей пептизации продукта до получения более концентрированного золя кремнезема посредством удаления ионов кальция ионным обменом.
При приготовлении золя нейтрализацией разбавленного раствора силиката кислотой существенным фактором является необходимость его быстрого перемешивания, чтобы образовавшаяся смесь не находилась бы при рН 5—6 в течение заметного про-
Коллоидный кремнезем — концентрированные золи
449
межутка времени, поскольку при таком рН почти мгновенно происходит формирование гелей кремневой кислоты. Поэтому требуется, чтобы серная кислота и силикат натрия интенсивно перемешивались, причем, чтобы предотвратить локальное геле-образование, необходим избыток серной кислоты или силиката натрия. Даже в наиболее критичной области рН~7 способ перемешивания, запатентованный Армстронгом и Каммингсом [81], позволяет получать однородный раствор кремневой кислоты с концентрациями вплоть до 20 % 5Ю2. Такой раствор даже при наиболее неблагоприятных рН не переходит в гель по крайней мере в течение нескольких минут.
Другим способом, применяемым при приготовлении коллоидного кремнезема по реакции силиката натрия с серной кислотой, является формирование кислого золя и осаждение соли натрия в сильнокислой среде. Поликремневая кислота временно устойчива при рН 2, и если натриевая соль кислоты, используемой для нейтрализации силиката натрия, оказывается в достаточной мере нерастворимой, то ее можно осадить и отделить. Как только соль натрия отделяется от кислого золя, то появляется возможность подщелачивания поликремневой кислоты, необходимого для роста коллоидных частиц и стабилизации получаемого продукта, или же, по-видимому, золь можно использовать в других процессах выращивания частиц кремнезема до желаемого размера. Так, Тейчер [82] проводил нейтрализацию силиката натрия кислотой с целью получения кислого золя, содержащего способную смешиваться с ним органическую жидкость, такую, например, как спирт, вызывающий осаждение соли. В более раннем способе, предложенном Уайтом [83], сульфат натрия осаждается из золя, который был приготовлен из силиката натрия и серной кислоты с добавлением ацетона. Мар-чегет и Гендон [84] вместо этого использовали в своей работе вещества, позволяющие формировать чрезвычайно мало растворимую соль натрия, такие, например, как продукт реакции между сульфит-ионами и глиоксалем, причем сульфит в этом случае действует как кислота при нейтрализации щелочи в силикате. В результате реакции силиката натрия с щавелевой кислотой получается кислый золь, из которого осаждается гидроок-салат натрия, с сохранением в растворе концентрации ионов натрия приблизительно 0,13 н. при 15°С [85]. Оставшуюся соль можно затем удалить ионным обменом [86].
Электродиализ
^ Коллоидный кремнезем приготовляется различными спосо-оами, в том числе электродиализом, посредством которого ионы натрия удаляются из раствора силиката натрия и образуется
3 Заказ № 250
450
Глава 4
золь. Такие способы были рассмотрены в обзоре Айлера [8], но ни в одном случае не получался устойчивый продукт. Санчез [87] и Айлер [88] запатентовали способы электродиализа раствора силиката щелочного металла с непрерывным удалением катионов вплоть до получения золя.
Электродиализ может в конечном счете заменять ионный обмен при приготовлении коммерческих' золей, так как щелочь, кислород и водород можно регенерировать, и, следовательно, необходимо удалять гораздо меньшее количество отработанной воды.
В способе, предложенном Айлером, используются три камеры. Раствор серной кислоты циркулирует вокруг свинцового анода в анодной камере. В катодной камере, в которой производится гидроксид натрия, щелочь циркулирует вокруг катода, сделанного из стали. Камеры располагаются с противоположных сторон двух параллельных, близко расположенных катионообмен-ных мембран, между которыми раствор, используемый в данном способе, быстро циркулирует при температуре 60—90°С. Такой раствор представляет собой золь кремнезема, содержащий приблизительно 0,05 н. Ма2504, добавляемого в качестве проводящего или дополнительного электролита. Раствор силиката натрия добавляется во вкодящий поток с целью повышения рН до 9,5. Плотность потока и скорость его течения регулируются таким образом, чтобы на выходе потока из ячейки значение рН не было ниже 8. Выделяемый в свободном состоя-, нии кремнезем осаждается на частицах кремнезема, которые таким образом растут до желаемого размера. С помощью такого способа можно непосредственно приготовлять 25%-ный'золь кремнезема с частицами размером 15 нм. После этого электролит удаляется ионным обменом, устанавливается значение рН, необходимое для оптимальной устойчивости золя, и золь концентрируется до содержания 30—50 % 5Ю2.
При таком способе кислота по существу не расходуется, за исключением небольшого ее количества, требуемого в начале каждой очередной загрузки для нейтрализации разбавленного раствора силиката натрия (0,5 % ЗЮ2) до рН 9 при температуре 60—90°С и получения зародышей кремнезема для инициирования процесса. Чтобы свести к минимуму расход энергии и избежать отложений кремнезема между мембранами, зазор между ними должен быть небольшим и равномерным. Вода добавляется в анодную камеру, после чего она медленно подается в катодную камеру, из которой постоянно отбирается раствор гидроксида натрия. Анолит и католит циркулируют от соответствующей электродной камеры по направлению к разделяющим перегородкам для удаления таких газов, как кислород и водород.
Предыдущая << 1 .. 7 8 9 10 11 12 < 13 > 14 15 16 17 18 19 .. 310 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed