Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Неймарк И.Е. -> "Силикагель, его получение, свойства, примение" -> 10

Силикагель, его получение, свойства, примение - Неймарк И.Е.

Неймарк И.Е., Шейнфайн Р.Ю. Силикагель, его получение, свойства, примение — К.: «Наукова думка», 1973. — 200 c.
Скачать (прямая ссылка): silicagel.djvu
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 66 >> Следующая

Г л а в а IV
РОЛЬ ЭЛЕКТРОЛИТОВ В ФОРМИРОВАНИИ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ СИЛИКАГЕЛЕЙ
Одним из существенных факторов, как указывалось выше, влияющих на пористую структуру силикагеля, является отмеченное многими исследователями [33—36, 38, 39, 46, 47, 104] действие на гидрогель электролитов. Результаты, полученные при промывке и пропитке гидрогеля электролитами, объясняются различными причинами (пептизация, дегидратация и др.). При этом игнорируются специфические особенности их действия. На основании литературных данных, часто несопоставимых (разные условия получения гидрогелей и обработки их электролитами, а также сушки), не представлялось возможным сделать заключение о природе эффектов, производимых электролитами при промывке и пропитке ими гидрогеля. Это обусловило необходимость специальной постановки работ по изучению роли электролитов в формировании пористой структуры силикагелей.
Характер промывной жидкости
Нами было установлено [105], что промывка геля, осажденного в кислой среде, подкисленной водой (рН 3,5—5,5) приводит к образованию однородно тонко-
Таблица 1
Зависимость структуры силикагеля от характера промывной жидкости
Номер образца рН промывной воды Предельный сорбционный объем пор Vs- см'/г Эффективный радиус пор V А Удельная поверхность.
200 3,5 0,35 12 (700)
207 >7 0,72 35 400
(водопро-
водная)
27
пористых силикагелей с большой удельной поверхностью. При промывке геля водопроводной водой получены сравнительно крупнопористые силикагели с большой адсорбционной емкостью и значительно меньшей удельной поверхностью (табл. 1). Из изотерм, приведенных на рис. 3, видно, что для образца, промытого подкисленной водой,
а^шоль/г
ДУ см
характерен крутой подъем кривой в области низких относительных давлений и отсутствие гистерезисной петли. Это позволило сделать вывод, что поры данного адсорбента однородны по размерам,очень тонки и заполняются в первичном адсорбционном процессе.
В случае образца, промытого водопроводной водой, изотерма обнаруживает гистерезис, свидетельствующий о капиллярной конденсации адсорбата в порах переходных размеров.
Полученные результаты мы объяснили, пользуясь известными представлениями о корпускулярном строении коллоидной кремнекислоты и ее химических свойствах. При этом также учитывались свойства кремнегеля как капиллярно-пористого тел а, формирование которого в процессе сушки в значительной степени определяется прочностью скелета [43]. Прочность каркаса геля, в свою очередь, связывали с влиянием электролитов на процесс агрегирования частиц геля. В соответствии с этим формирование мелкопористой структуры силикагеля из гидрогеля, промытого подкисленной водой, мы объясняли большей эластичностью его скелета, легко деформирующегося в процессе сушки; эффект водопроводной воды относили за счет увеличения жесткости каркаса геля вследствие
Рис. 3. Изотермы сорбции паров метилового спирта на снликаге-лях 200 (1) и 207 (2). Вверху кривая распределения объема пор снликагеля 207 по радиусам. Черные точки здесь и далее — десорбция.
28
образования на поверхности его мицелл гидрофобных участков, способствующих ускорению слипания первичных частиц.
Мы предположили, что частичная гидрофобизация частиц связана с наличием на их поверхности нерастворимого силиката кальция, нарушающего связь между водой, окружающей мицеллу, и водой, проникающей в мицеллу [106]. В дальнейшем было установлено, что в наших
Таблица 2
Влияние условий промывки гидрогеля на структуру силикагеля
Промывная жидкость рН среды V , см"/г
Вода: 0,67
водопроводная 7,5
дистиллированная 5,5 0,34
Раствор в дистиллирован-
ной воде:
СаС12 (мг/л) 0,35
218 5,5
300 5,5 0,35
400 5,5 0,35
Са(НС03)г 7,5 0,67
условиях опыта при промывке геля водопроводной водой (рН с^. 7,5) кремневая кислота вовлекается и в реакцию ионного обмена с катионами промывной жидкости (106— ПО). При промывке гидрогеля подкисленной (рН 3,5) или дистиллированной водой (рН ^ 5,5) частицы обладают наибольшей гидрофильностью [107—109], так как в этих условиях подавляется диссоциация кремневой кислоты и емкость ионного обмена невелика. Усиление связи с водой затрудняет взаимное сближение частиц и дальнейшую их агрегацию, что обусловливает эластичность скелета геля и образование при сушке мелкопористого силикагеля.
Для проверки этого предположения провели опыты по промывке гидрогеля дистиллированной водой с различным содержанием ионов Са2+, вводимых в виде хлористого кальция и бикарбоната. Полученные данные (табл. 2) указывают на отсутствие различий в структуре (одинаковые объемы пор) силикагелей, образованных при промывке геля чистой дистиллированной водой и с добавками
29
СаС12. В то же время промывка геля дистиллированной водой с растворенным в ней бикарбонатом кальция (в количестве, соответствующем его содержанию в водопроводной воде) приводит к такому же изменению в пористой структуре, как и водопроводная вода.
Высоцкий и Шаля (111) высказали предположение, что влияние адсорбированных катионов металлов промывной жидкости на пористую структуру силикагеля не ограничивается облегчением агрегации мицелл и укреплением скелета гидрогеля. Адсорбция катионов влечет за собой, по мнению этих авторов, уменьшение стягивающего действия капиллярных сил, зависящих не только от поверхностного натяжения интермицеллярной жидкости, но также и от интенсивности смачивания ею мицелл. Свое заключение они основывают на обнаруженной ими связи между структурой силикагеля и теплотами гидратации катионов: чем меньше теплота гидратации в ряду исследованных ими катионов Н+ > Са2+ > Na+ > К+, тем более крупнопористым получается силикагель, тем меньше его поверхность.
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 66 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed