Adszorpciós tulajdonságainak agyagásványok - adszorpciós tulajdonságait agyagásványok Omszk

Adszorpciós tulajdonságait agyagásványok

Adszorpciós - spontán folyamat anyag koncentrációja a felület a két fázis. A fordított folyamat az átmenet az anyag a felületi réteg a három-dimenziós fázisú úgynevezett deszorpciós.

Adszorbens - szilárd vagy folyékony anyag, amelynek felületi adszorpciós zajlik. Adszorbeátum - adszorbens anyag, általában a gáznemű vagy folyékony fázisban. Az oldott anyagok a határait egy szilárd test és egy folyadék-folyadék-folyadék elválasztási.

Hangsúlyozni kell, hogy képes egy anyag adszorbeáltatható felület - ez nem egy egyedi tulajdonsága egy anyag, és annak tulajdonát határozottan heterogén rendszerben.

Attól függően, hogy az aggregációs állapotától adszorpciós szomszédos fázisokat különböztetünk meg: a) gázok szilárd adszorbensek; b) gáz a folyadék-gáz; c) a határait az oldott anyagok szilárd test-folyadék és folyadék-folyadék elválasztási.

Fiziko-kémiai osztályozási megkülönböztetni fizikai (molekuláris) adszorpció, kémiai adszorpció (kemiszorpció) ioncserélő.

Fizikai adszorpciót végrehajtjuk rovására a van der Waals (indukciós, orientáció, diszperziós kölcsönhatások), és a hidrogénkötés. Entalpiája fizikai adszorpciót közel van a cseppfolyósító és elpárologtatás entalpiája (- (10-20) kJ / mól). Miatt az exoterm fizikai adszorpció, fűtés szerint a Le Chatelier elve, vezet a deszorpciós adszorbeátumot.

A kemiszorpciós kémiai kölcsönhatás jön létre adszorbens és adszorbátum. A entalpia és az aktiválási energiája kemiszorpció feküdjön a jellemző kémiai reakciók között: - (40-200) kJ / mól, és 20-150 kJ / mól. Fizikai adszorpció kemiszorpcióval általában dominál alacsony hőmérsékleten. A növekvő hőmérséklet kemiszorpcióját aránya jelentősen megnő összhangban az Arrhenius-egyenlet.

Ioncserélő - egyfajta adszorpciós bevonásával ionok. Ioncserélő a megoldások figyelhető meg a felületeket kellően kifejezett kettős elektromos rétegű (DEL), amely a mobil ionokat lehet cserélni más ionok azonos megjelölés az oldatban. Anyagok mutató a képesség, hogy ioncserélő és használt adszorbeálására ionok ismert ioncserélők vagy ioncserélőkkel

A mennyisége adszorbeált i anyag egységnyi terület az adszorpciós felület Ai, mol / m2. A kapcsolat a vakolat Gi és Ai. úgy néz ki,

Gipsz Gi = (AIS -CiV) / S = Ai - Ci hs (1)

A adszorpciós oldatból, az oldott anyag és az oldószer versenyeznek helyet a felületen. Minél jobb az anyag oldódik az oldószerben, annál rosszabb a adszorbeált. A szabály szerint a egyenlet polaritású (PA Rebinder 1936) jobb, adszorbeált anyag, melynek polaritása közbenső a polaritásra a fázisok a határfelületen. Szilikátok, agyag (poláros adszorbensek), ellenkező adszorbanciájával apoláros anyagokat az oldószerek, például benzol [4].

Agyagásványok összekeverjük - porózus képződmények a szerkezet, amely a mikro, mezo és makro. Mivel a különböző körülmények kialakulásának egyes tagjainak agyagásványok jelentősen különböznek a forma, mivel mindhárom, és az arány a köteteket. A besorolás a agyagásványok aszerint, hogy azok porozitása három csoportját ásványi azonosított: rétegszilikátok egy merev szerkezeti egységet (kaolinit, hidrocsillámpala et al.), Réteges szilikátok egy bővülő szerkezeti egységet (montmorillonit, vermikulit, stb) és a réteges szalagot szilikátok (paligorszkit és szepiolit ).

A réteges szilikátok egy merev szerkezeti egységet csak másodlagos porozitása miatt rések közötti érintkező részecskék. Természetesen, a másodlagos pórusmérete függ a méret a primer részecskék és a természet a csomagolásuk a másodlagos képződmények - krisztallitokat. a következő értékeket a hatásos sugár a pórusszerkezet kaolinitek higanyos porozimetriás módszerrel talált: r = 20-125 nm, és r = 10-40 nm, illetve a jó és rossz csiszolt krisztallitok. Rögzített is keskenyebb szekunder mezopórusok r = 2-10 nm és supermikropory r = 0,8 - 1,4 nm. Ez a rés alakú képződött pórusok ferdén egymás mellett lamelláris ásványi kristályok.

A montmorillonit és a vermikulit, amelyek primer pórusok koplanáris változó vastagságú f = 0-0,8 nm. Amikor gőz adszorpciós poláris anyagok, különösen a víz, egy töredéke ezeknek a pórusoknak elszámolni több mint 80% -a a korlátozó szorpciós térfogata Vs. A montmorillonit krisztallitok szerinti higanyos porozimetriával jellemezve mezopórusok szekunder r = 7-30 nm. Eredmények szerkezetileg szorpciós vizsgálatok azt mutatják, a jelenléte a másodlagos szerkezetének montmorillonit szűkebb mezopórus R = 3 - 5 nm és supermikropor r = 0,9-1,2 nm. Ezek eredete ugyanaz, mint a kaolin szerkezetében (lásd. Fent).

Egy másodlagos pórustérfogata montmorillonit és egyéb rétegelt szilikátok függ előkezelési körülmények között ezen ásványi anyagok. Például, ciklikus fagyasztás - taszítás kifejlesztéséhez vezet érintkezési síkot - egy síkban az arcán bazopinakoidnym agyag részecskék, ezáltal csökkentve a térfogatát mezopórusok. Ez a változás a szerkezet találtuk, hogy jelentősen csökkenti a víz szorpciós egy sor relatív nyomás p / ps = 0,5-0,95.

Eltávolítás után a szerkezet a montmorillonit által ditionittsitratnym vasionok, majd szárítás alacsony hőmérsékleten ásványi átrendeződés agyag részecskék a krisztallitok és növeli felszíni supermikropor r = 0,7 - 1,5 nm.

Az adszorpciós tulajdonságait szepiolit és a paligorszkit határozzák, egyrészt, a zeolit ​​csatornákba a méretei 0,37 x 0,37 x 0,64 és 1,1 nm - elsődleges pórusokat és másrészt, a porózus tér csomag, amelyben aggregált tűvel vagy haj- ásványi részecskék másodlagos porozitás. A zeolitos csatornák paligorszkit és szepiolit, továbbá a vízmolekulák adszorbeált molekulák ammónia, metanol, etanol, metil-amin. Vysokoatomnye alkoholok és nem poláros szénhidrogének adszorbeálódnak csak a külső felületén ezek az ásványi anyagok.

Görbék pórustérfogat-eloszlása ​​azok hatékony sugarak a paligorszkit van külön maximumot a régióban r = 1,6; 3-6 és 10 nm. Egy ilyen jellegű, a görbék jelenlétére utal a porózus szerkezet supermikropor. Adszorpciós ezek lényeges része paligorszkit adszorpciós kapacitás tekintetében a poláris és nem poláris anyagok. Termál vákuum feldolgozási paligorszkit és szepiolit hőmérséklet növelésével 20-200 єS vezet drasztikus csökkenése fajlagos felület szorbensek, amely azzal magyarázható, eltűnése a másodlagos rész supermikropor eredményeként reverzibilis változások a a zeolit ​​szerkezetében eltávolításával felére koordinatíven kötött vizet.

Hagyományos alkalmazások agyagásványok, mint a adszorbensek - ásványolaj tisztítás, különösen, tercier és regenerálására ásványi olajok, katalitikus adszorpciós-tisztítását kivonatok aromás telítetlen vegyületek, tisztázása a bor és gyümölcslé, a hulladék és a természetes víz és mások.

Hatékony eltávolítására oxidációs termékei olajok, kátrány és policiklusos anyagok, feltéve adszorbens kifejlesztett mezopórusok rendszer. Ezért ahelyett, hogy hagyományosan erre a célra alkalmazott természetes bentonitok javasolt, amelynek fejlett mezopórusok és paligorszkit, aktivált bentonit tömény ásványi savak.

Az egyértelműség bor és lé már régóta használt nátrium-bentonit (montmorillonit csoport) elnyelő anyagok fehérje eredetű vizes közegekből. A tanulmány a kölcsönhatás mechanizmusa agyagok fehérje anyagok okoznak zavarosság, azt mutatta, hogy ez túlmutat az adszorpciós folyamat. A hatékony bor tisztázása, hozzáadásával diszperziót bevezetett szorbens, fontos és sótűrési vizes közegben. Ezt figyelembe véve folyamat egy közös kolloid-kémiai termékek volt az alapja, hogy kínál egy hatékonyabb fehérítők - finoman paligorszkit és hidrocsillámpala Cherkassy agyag lerakódások.

Szűrési tulajdonságait agyagok is használják a szennyvíz és a természetes vizekben. Különösen a tervezett kísérleti gyártósoron szennyvíz termelési mutatók és színezékek használata bentonit. Az a képesség, a bentonit agyagot hatékonyan felvenni a nemionos felületaktív anyagok (nemionos felületaktív anyag) víztisztító technológia megvalósítása a gáz-tartályt vízzel Crafts.

Ipari tesztek tisztítási technológia egy nemionos felületaktív anyag „prevotsella EO” előállított víz Pynyanskogo gázlelőhelyek (Ukrajna) alkalmazásával Cherkassy bentonit por és a helyi spondilovoy agyagok azt mutatta, hogy az MPC (0,5 g / m3) érhető el, ha az egyszeres előállított vizet vagy bentonit Cherkassky két-fázisú kezelés agyag spondilovoy [9].

Agyagok hatásos volt öltözeti anyagok fertőtlenítő berendezés, építési anyagok során a csernobili baleset 1986-ban F. Erre a célra használták Cherkasskii bentonit és paligorszkit agyag lerakódások formájában vizes paszták (12-15%) és a szuszpenziók (2-7% ). Végzett szennyezödésmentesítésröl azt mutatták, hogy az agyag diszperziók jó tapadási és védőburkolattal-ioncserélő tulajdonságok, hogy több, teljes mértékben eltávolítani radionuklid, mint a standard oldatok alapuló anionos felületaktív anyagok. Például, a kezelés a szennyezett ruházatot (inkubálás 2% -os szuszpenzió 1 percig keverés közben, majd kétszer mossuk vízzel) alkalmazásával dezaktiválása együttható agyag szuszpenziót 25 (első sugárzási szint 2,90 mR / óra), és egy standard 6,6 - felületaktív anyag oldat.

Az agyagot használnak a fertőtlenítéshez megoldja a problémát a nukleáris hulladék. Radionuklidok koncentrálódik az agyag iszap amely könnyen elválik a víztől kicsapással. A szuszpenziót küldött megsemmisítésre, és a tisztított vizet doochischaetsya klinoptilolitovyh szűrők és törlődik az ezt követő természetes szűrés.

Agyagásványok ígéretes használatra adszorpciós technológia nem csak por (kontakt tisztító eljárás), hanem granulált formában (dinamikus szorpciós folyamatok). Ebben az összefüggésben felmerül az a probléma a válogatás a kötőanyaggal, hogy így a szemcsés készítmények. A fejlesztés az ilyen készítmények szenteltek már. Alapján a módosított kaolinit tervezett vízálló, mechanikailag szilárd szorbens, amelynek nagy kapacitással és szelektivitással rendelkeznek tekintetében ionok Cr3 +, Ni2 +, Co2 +, és mások.

Elektronikus spektrumok azt mutatják, hogy a felszívódását nehézfémionok miatt mechanizmusa komplexképzés ojtott felületén a szorbens foszfátcsoport. Ezt bizonyítja a magas együtthatót közötti megoszlása ​​kationok, és az oldathoz módosított kaolinit Ap = 104-105 sm3D, hogy inherens komplexképző szorbensek. A savanyítást víz könnyen regenerálható kaolinit foszfát módosított [10].