Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Айлер Р. -> "Химия кремнезема ч.2" -> 33

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 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 310 >> Следующая

2. Коагуляция. Частицы составляют вместе сравнительно плотные комочки, в которых кремнезем более сконцентрирован, чем в исходном золе. Следовательно, такие коагуляты осаждаются в виде относительно плотного осадка.
3. Флокуляция. Частицы связываются вместе мостиками, состоящими из агентов, способствующих подобному образованию. Эти флокулирующие агенты имеют достаточную длину, поэтому агрегированная структура остается открытой, занимая значительный объем системы.
Очевидно, что указанные различия будут особенно заметны в разбавленных золях, содержащих всего лишь несколько процентов кремнезема. В концентрированных золях можно отличать гель, после того как он затвердеет, но нельзя провести различие между коагулятом и флокулированным осадком.
4. Коацервация. Кремнеземные частицы окружены слоем какого-либо адсорбированного вещества, понижающего гидро-фильность частиц, но неспособствующего образованию мости-ковых связей между ними. Такие частицы агрегируют в виде концентрированной жидкой фазы, несмешивающейся с водной фазой.
Грубер и Нелл [221] дали описание метода анализа золя, содержащего агрегаты, который включал в себя измерение рассеяния света и вязкости системы. По этому методу можно подсчитать размеры и массовую долю, занимаемую агрегатами.
В агрегацию включается и адгезия, возникающая между коллоидными частицами. Виссер [222] в своей работе, в которой представлены данные, выбранные из 295 источников, подробно рассмотрел возникающее притяжение и образование связей между частицами. Особое внимание в его работе уделено погруженным в жидкую среду коллоидным системам, в которых рассматриваются силы взаимодействия Лондона — Ван-дер-Ва-альса и отталкивания за счет образования двойного электри-
6 Заказ № 250
498
Глава 4
ческого слоя, а также ионного притяжения между противоположно заряженными поверхностями частиц.
Гелеобразование
Агрегация и желатинирование детально были рассмотрены в гл. 3 как один из возможных механизмов полимеризации в случае присутствия в системе чрезвычайно небольших «частиц» поликремневой кислоты. В данной главе обсуждается только вопрос о превращении золей, содержащих относительно однородные по размеру дискретные частицы, в гели. Основные сведения о гелях будут представлены в гл. 5.
В прошлом большая часть кремнеземных гелей формировалась из поликремневых кислот или из очень небольших коллоидных частиц кремнезема, обычно менее 5 нм в диаметре, и поэтому природа и структура подобных гелей долгое время оставались невыясненными. Теперь доступно приготовление коммерческих золей, состоящих из однородных частиц с известным размером, причем механизм гелеобразования подобных золей понят гораздо лучше.
Влияние величины рН
Основная стадия в процессе образования геля — столкновение двух кремнеземных частиц, обладающих достаточно низким зарядом на поверхности. Поэтому, когда такие частицы вступают во взаимный контакт, между ними образуются силокса-новые связи, необратимо удерживающие частицы вместе. Для формирования подобной связи между частицами необходимо каталитическое действие гидроксил-ионов (или, по интерпретации некоторых исследователей, необходима дегидратация поверхности частиц при более высоких значениях рН). Это доказывается тем фактом, что скорость образования геля в области рН 3—5 возрастает с повышением значения рН и пропорциональна концентрации гидроксил-ионов.
Выше рН 6 недостаток гидроксил-ионов уже не является фактором, ограничивающим скорость гелеобразования. Однако скорость агрегации понижается из-за более редкого числа столкновений между частицами вследствие возросшей величины заряда на их поверхности, именно поэтому она уменьшается с увеличением рН. На рис. 4.13 схематически показано возрастание каталитического воздействия гидроксил-ионов с увеличением рН и уменьшение числа эффективных столкновений между частицами с повышением рН и с возрастанием заряда на частицах. Суммарным результатом одновременного действия этих двух эффектов оказывается наибольшая скорость
Коллоидный кремнезем — концентрированные золи
499
гелеобразования примерно при значении рН 5. В отсутствие солей в области рН 8—10 золи обычно стабильны. Наблюдается также область временной устойчивости при рН ~1,5. Ниже рН 1,5 присутствие следов НР оказывает каталитическое действие на агрегацию и гелеобразование [223]. По существу во всех типах кремнезема имеются микропримеси фторид-ионов в количестве менее 0,0001 °/о, так что концентрация Нг7 повы-
Заряд
-5|ОгРастворе~» ние
ЭЮ,
Рис. 4.13. Зависимость стабилизации золя или времени гелеобразования от
величины рН.
/— метастабильная область; 2 — область быстрого агрегирования частиц; 3 — область роста частиц; 4 — стабилизированные золи.
шается с возрастанием кислотности. На каталитическое действие фторид-ионов влияет присутствие примесей алюминия, так как подавление активности некоторой части фторид-ионов является результатом образования комплексных ионов, таких, как А1Рб~ и некоторых других [224]. Однако, как обсуждалось в гл. 3, скорость гелеобразования увеличивается по мере того, как рН падает ниже 3 даже в отсутствие фтора.
Предыдущая << 1 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 310 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed