Ðàáîòà ñäåëàííà â 2000 ãîäó
ÍÅÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÈÅ ÀÍÈÎÎÁÌÅÍÍÈÊÈ, ÑÈÍÒÅÇÈÐÎÂÀÍÍÛÅ ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ ÃÈÄÐÎÊÑÈÄΠÌÅÒÀËËΠ- Ðåôåðàò, ðàçäåë Õèìèÿ, - 2000 ãîä - Ïåðìñêèé Ãîñóäàðñòâåííûé Òåõíè÷åñêèé Óíèâåðñèòåò Ïåðìñêèé Ãîñóäàðñòâåííûéòåõ...
|
Ïåðìñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Ïåðìñêèé ãîñóäàðñòâåííûéòåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò ÐÅÔÅÐÀÒ ÍÅÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÈÅÀÍÈÎÎÁÌÅÍÍÈÊÈ, ÑÈÍÒÅÇÈÐÎÂÀÍÍÛÅ ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ ÃÈÄÐÎÊÑÈÄΠÌÅÒÀËËΠÂûïîëíèë Íàãîðíûé Î.Â. Ïåðìü,2000ÂÂÅÄÅÍÈÅ Âïðåäñòàâëåííûõ ñòàòüÿõ ãèäðîêñèäû ìåòàëëîâ ðàññìîòðåíû â êà÷åñòâå èîíèòîâ âðàçëè÷íûõ âîäíûõ è ñìåøàííûõ ñðåäàõ.Îáñóæäåíû õèìè÷åñêèå è ôèçè÷åñêèåñâîéñòâà, ìåòîäû ñèíòåçà è ñîðáöèîííàÿ àêòèâíîñòü ãèäðîêñèäîâ ìåòàëëîâ.Ðàçîáðàíû êèíåòèêà è òåðìîäèíàìèêà èîííîãî îáìåíà íà ãèäðîêñèäíûõ èîíèòàõ.
Íàîáøèðíîì ýêñïåðèìåíòàëüíîì ìàòåðèàëå ñäåëàíû âûâîäû î ìåõàíèçìå ñîðáöèè èïðåäëîæåíû ìîäåëè, îïèñûâàþùèå ýòîò ïðîöåññ.Ïîêàçàíàâîçìîæíîñòü ïðèìåíåíèÿ ãèäðîêñèäíûõ ìàòåðèàëîâ â êà÷åñòâå íåîðãàíè÷åñêèõèîíèòîâ â àíàëèòè÷åñêîé õèìèè, õèìè÷åñêîé òåõíîëîãèè è ïðîìûøëåííîé ýêîëîãèè. Ñåëåêòèâíîñòü òàêèõ èîíîîáìåííèêîâ ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü èõ êàê ïðè ðàçäåëåíèèñìåñåé, òàê è äëÿ èçâëå÷åíèè èç ñëîæíîãî ðàñòâîðà êàêîãî-òî îäíîãî êîíêðåòíîãîèîíà.ÃÈÄÐÎÊÑÈÄÛ ÌÅÒÀËËÎÂ, ÎÁËÀÄÀÞÙÈÅ ÁÐÓÑÈÒÎÂÎÉ ÑÒÐÓÊÒÓÐÎÉ Áîëüøàÿ÷àñòü ñòàòåé ïîñâÿùåíà èçó÷åíèþ àíèîíîîáìåííûõ ñâîéñòâ ãèäðîêñèäîâ ìåòàëëîâ,èìåþùèõ ñëîèñòóþ ñòðóêòóðó òèïà áðóñèòà.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ èõ âûäåëÿþò âîòäåëüíóþ ãðóïïó ñîåäèíåíèé. Äëÿ íèõ õàðàêòåðíî ïîñòðîåíèå êðèñòàëëè÷åñêîéðåøåòêè èç îòäåëüíûõ ñëîåâ, ñîåäèíåííûõ âîäîðîäíûìè ñâÿçÿìè èëè ñèëàìèÂàí-äåð-Âààëüñà.Âíåäðåíèå àíèîíîâ â ìåæñëîåâûå ïðîñòðàíñòâà òàêèõ ãèäðîêñèäîâïðîèñõîäèò íà îñíîâå íóêëåîôèëüíîãî çàìåùåíèÿ ôóíêöèîíàëüíûõ ãèäðîêñîãðóïï.Âàæíî,÷òî ãèäðîêñèäû ðàçëè÷íûõ ìåòàëëîâ ñî ñëîèñòîé ñòðóêòóðîé ìîãóò îáðàçîâûâàòüòâåðäûå ðàñòâîðû çàìåùåíèÿ, îáëàäàþùèå ðÿäîì öåííûõ èîíîîáìåííûõ ñâîéñòâ.Ïðåäñòàâëåííûå ïóáëèêàöèè îòðàæàþò ñîâðåìåííûé óðîâåíü èññëåäîâàíèé ïî ýòîéïðîáëåìå â ìèðîâîé ïðàêòèêå.
Ðèñ. Ìîòèâ ðåøåòêè ãèäðîêñèäîâ ìåòàëëîâ ñî ñëîèñòîéñòðóêòóðîéòèïà áðóñèòà.Âðàáîòàõ 1-2, 5-7 óêàçûâàåòñÿ íà âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ â êà÷åñòâåàíèîíîîáìåííûõ ìàòåðèàëîâ òàê íàçûâàåìûõ ñëîèñòûõ äâîéíûõ ãèäðîêñèäîâ ÑÄà . Còðóêòóðà ÑÄà M2 1-xM3 x OH 2 anionn- x n.mH2O ñîñòîèò èç ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûõ ãèäðîêñèäíûõ ñëîåâ M2 1-xM3 x OH 2 x è àíèîíîâ,íàõîäÿùèõñÿ â ìåæñëîåâîì ïðîñòðàíñòâå.
Èíòåðåñ èññëåäîâàòåëåé ê ýòîìó êëàññóñîåäèíåíèé îáóñëîâëåí âîçìîæíîñòüþ âàðèàöèè èõ ñâîéñòâ ïóòåì çàìåùåíèÿ àíèîíîââ ìåæñëîåâîì ïðîñòðàíñòâå èëè àòîìîâ ìåòàëëà â ãèäðîêñèäíîì ñëîå. ÌÅÒÎÄÛÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß Âèññëåäîâàíèÿõ øèðîêî ïðèìåíÿþòñÿ õèìè÷åñêèå è ôèçèêî-õèìè÷åñêèå ìåòîäû àíàëèçà.Ê íàèáîëåå ÷àñòî èñïîëüçóåìûì ìåòîäàì îòíîñÿòñÿ èíôðàêðàñíàÿ ñïåêòðîñêîïèÿ,ðåíòãåíîôàçîâûé àíàëèç, àòîìíî- àáñîðáöèîííàÿ ñïåêòðîñêîïèÿ èòåðìîãðàâèìåòðè÷åñêèé àíàëèç.Òàê,ðåçóëüòàòû ðåíòãåíîôàçîâîãî àíàëèçà ñâèäåòåëüñòâóþò î âîçìîæíîñòè ðàñøèðåíèÿìåæñëîåâûõ ïðîñòðàíñòâ ãèäðîêñèäîâ ïðè èíòåðêàëÿöèè â íèõ ðàçëè÷íûõ àíèîíîâ.Íàïðèìåð, â ñòàòüå 1 ïîêàçàíî, ÷òî ïðè âíåäðåíèè â Mg-Al ÑÄÃòåðåôòàëàò-àíèîíîâ ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå ïàðàìåòðà ðåøåòêè Ñ îò 9 äî 14 .Ýòî ïîçâîëÿåò èçâëåêàòü ãèäðîêñèäíûìè èîíèòàìè èç ðàñòâîðîâ äîñòàòî÷íî êðóïíûåàíèîíû.Èíôðàêðàñíàÿñïåêòðîñêîïèÿ èñïîëüçîâàíà äëÿ àíàëèçà ñîñòîÿíèÿ àíèîíîâ â ñîñòàâå ðàçëè÷íûõ ãèäðîêñèäîâ.Íàïðèìåð, ïðèâåäåíû èíôðàêðàñíûå ñïåêòðû ïîãëîùåíèÿ ïðîäóêòîâ ñîðáöèèíèòðàò-èîíîâ íà ãèäðîêñèäàõ òàêèõ ìåòàëëîâ, êàê Zn, Cu, Ni è La 6 .Àòîìíî-àáñîðáöèîííûéàíàëèç ïðèìåíÿåòñÿ âî ìíîãèõ ðàáîòàõ, íàïðèìåð, â 4 ïðè îïðåäåëåíèèêîíöåíòðàöèé èîíîâ â ðàñòâîðàõ.
Òåðìîãðàâèìåòðè÷åñêèéàíàëèç ïîçâîëÿåò ïðîñëåäèòü ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿùèå ïðè íàãðåâàíèè ãèäðîêñèäíûõìàòåðèàëîâ.
Ïðèìåðîì ïðèìåíåíèÿ òåðìîãðàâèìåòðèè ìîæåò ñëóæèòü èññëåäîâàíèå,ïðîâåäåííîå â ðàáîòå 6 . Çäåñü ïðîàíàëèçèðîâàíà óñòîé÷èâîñòü ê íàãðåâàíèþòåðåôòàëàòíûõ, àöåòàòíûõ è áåíçîàòíûõ ïðîèçâîäíûõ îò ñîåäèíåíèé âèäà Zn5 OH 8 NO3 2 2H2O, Cu2 OH 3NO3 è La OH 2NO3 H2O.Ïîëó÷åííûå ýêñïåðèìåíòàëüíî êðèâûå DTA ïîêàçûâàþòòåìïåðàòóðó, ïðè êîòîðîé íà÷èíàåòñÿ òåðìè÷åñêîå ðàçëîæåíèå ïåðâîíà÷àëüíî âçÿòûõîáðàçöîâ è ãëóáîêàÿ ïåðåñòðîéêà ñòðóêòóðû ñîåäèíåíèé.
Êðèâûå DTG îòðàæàþò ïîòåðþ ìàññû îáðàçöà ïðè íàãðåâàíèè.Ïîêàçàíî, ÷òî ïîòåðÿ ìàññû òâåðäîé ôàçû ïðîèñõîäèò çà ñ÷åò îòäåëåíèÿ ïðèâûñîêîé òåìïåðàòóðå òàêèõ ëåãêîëåòó÷èõ âåùåñòâ, êàê H2O, CO2, NO è äð. Ïîëó÷åííûå â ðàáîòå ðåçóëüòàòû ïîçâîëèëèîõàðàêòåðèçîâàòü òåðìè÷åñêóþ óñòîé÷èâîñòü ãèäðîêñèäíûõ èîíèòîâ.
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ Òàêèìîáðàçîì, ðàññìàòðèâàåìûå ïóáëèêàöèè ïîêàçûâàþò, ÷òî ñåãîäíÿ ïðîäîëæàåòñÿèíòåíñèâíîå èññëåäîâàíèå íåîðãàíè÷åñêèõ èîíèòîâ.  ÷àñòíîñòè, âåäåòñÿ àêòèâíûéïîèñê íåîðãàíè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ ñ àíèîíîîáìåííûìè ñâîéñòâàìè.Ñðåäè íàèáîëååïåðñïåêòèâíûõ óêàçûâàþòñÿ ãèäðîêñèäû ìåòàëëîâ.
Õèìè÷åñêàÿ ìîäèôèêàöèÿãèäðîêñèäíûõ ìàòåðèàëîâ ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü øèðîêóþ ãàììó àíèîíîîáìåííèêîâ, îáëàäàþùèõâûñîêîé îáìåííîé åìêîñòüþ.  êà÷åñòâå èîíèòîâ ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû êàêèíäèâèäóàëüíûå, òàê è ñìåøàííûå ãèäðîêñèäû ìåòàëëîâ. ïóáëèêàöèè 5 îòìå÷àåòñÿ, ÷òî åñòü âîçìîæíîñòü ñèíòåçà ðàçëè÷íûõ ïî ñâîéñòâàì ãèäðîêñèäíûõèîíèòîâ, âêëþ÷àþùèõ òàêèå ìåòàëëû, êàê Mg2 , Fe2 , Co2 , Cu2 , Ni2 , Zn2 , Al3 , Cr3 , Ga3 èëè Fe3 . Ýòîçàäàåò èíòåðåñíûå òåìû äëÿ èññëåäîâàíèé è îáóñëàâëèâàåò ìíîæåñòâî âíîâüïîÿâëÿþùèõñÿ ïóáëèêàöèé.ÁÈÁËÈÎÃÐÀÔÈ×ÅÑÊÈÉ ÑÏÈÑÎÊ 1. Steven P. Newman, Samuel J. Williams, Peter V. Coveney, William Jones. Interlayer arrangement of hydrated MgAl layered doublehydroxides containing guest terephtalate anions comparison of simulation andmeasurment Journal of Physical Chemistry.1998. V.102. P.6710-2. Masami Kaneyoshi, William Jones. Exchange ofinterlayer terephtalate anions from Mg-Al layered double hydroxide formation ofintermediate phases Chemical Physics Letter. 1998. V.296. P.183-3. Nasr Z. Misak. Outlines of the ion exchangecharacteristics of hydrous oxides Advances of Colloid and Interface Science.1994. V.51. P.29-4. Milan Marhol. Ion exchanger in analitycal chemistry,their properties and use in inorganic chemistry. 1982. p.5. Masami Kaneyoshi, William Jones. Formation of Mg-Allayered double hydroxides inter calated with nitriloacetate anions Journalof Chemistry Materials. 1999. 9. P.805-811.6. Steven P. Newman, William Jones. Comparative study ofsome layered hydroxide salts containing exchangeable interlayer anions Journal of Solid State Chemistry. 1999. V.148. P.26-407. Samuel J. Williams, Peter V. Coveney, William Jones.Molecular dynamics simulation of the swelling of terephtalate anions Journalof Solid State Chemistry.1999. V.21. P.183-189.
– Êîíåö ðàáîòû –
Èñïîëüçóåìûå òåãè: íåîðãàíè÷åñêèå, àíèîîáìåííèêè, ñèíòåçèðîâàííûå, îñíîâå, ãèäðîêñèäîâ, ìåòàëëîâ0.09
Åñëè Âàì íóæíî äîïîëíèòåëüíûé ìàòåðèàë íà ýòó òåìó, èëè Âû íå íàøëè òî, ÷òî èñêàëè, ðåêîìåíäóåì âîñïîëüçîâàòüñÿ ïîèñêîì ïî íàøåé áàçå ðàáîò: ÍÅÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÈÅ ÀÍÈÎÎÁÌÅÍÍÈÊÈ, ÑÈÍÒÅÇÈÐÎÂÀÍÍÛÅ ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ ÃÈÄÐÎÊÑÈÄΠÌÅÒÀËËÎÂ
Åñëè ýòîò ìàòåðèàë îêàçàëñÿ ïîëåçíûì äëÿ Âàñ, Âû ìîæåòå ñîõðàíèòü åãî íà ñâîþ ñòðàíè÷êó â ñîöèàëüíûõ ñåòÿõ:
Òâèòíóòü |
Íîâîñòè è èíôî äëÿ ñòóäåíòîâ