Изменение фазового состава и морфологии частиц при старении осадков титаносиликатов щелочных металлов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

При изучении фазообразования в условиях гидротермального синтеза щелочных титаносиликатных систем (NH₄)₂TiO(SO₄)₂⋅H₂O или TiOSO₄⋅H₂O-Na₂SiO₃-NaOH-H₂O установлено, что образующиеся титаносиликатные осадки отличаются как по составу, так и по структуре. Процесс их старения в условиях длительной выдержки без принудительного нагревания сопровождается в основном потерей свободной воды без заметных структурных и морфологических изменений. Под воздействием температуры процесс преобразования твердых фаз значительно ускоряется, при этом в частицах формируются поры. В результате получены образцы сорбентов, которые, по сравнению с исходным материалом, характеризуются повышением значений удельной поверхности и общего объема пор, а также более активным поглощением катионов Cs+, Sr2+, Co2+. Установлено, что при обработке сорбентов, полученных из свежих или состаренных титаносиликатных осадков раствором соляной кислоты, происходит упорядочивание первичных частиц с формированием хорошо ограненных кристаллов, структура которых соответствует минералам зориту и иванюкиту, что способствует повышению сорбционной емкости конечного продукта. Полученные результаты использованы для корректировки технологии получения титаносиликатного сорбента на пилотной установке.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. Г. Герасимова

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук”

Автор, ответственный за переписку.
Email: l.gerasimova@ksc.ru
Россия, 184209 Апатиты, Мурманская обл.

Е. С. Щукина

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук”

Email: l.gerasimova@ksc.ru
Россия, 184209 Апатиты, Мурманская обл.

А. И. Николаев

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук”

Email: l.gerasimova@ksc.ru

член-корреспондент РАН

Россия, 184209 Апатиты, Мурманская обл.

С. В. Виноградова

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук”

Email: l.gerasimova@ksc.ru
Россия, 184209 Апатиты, Мурманская обл.

Список литературы

  1. Huang Z., Chen C., Хie J., Wang Z. // J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2016. V. 118. P. 225–230. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2016.02.006
  2. Venkataraman К., Thomas G.S. // ACS Omega. 2022. V. 7. № 6. P. 5393–5400. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c06630
  3. Чемерис О.Н. Физико-химическое исследование гидроксидов европия, гадолиния, тербия и систем на их основе: Дис. ... канд. хим. наук: 02.00.01: Краснодар, 2003. 125 с.
  4. Чалый В.П. Гидроокиси металлов (Закономерности образования, состав, структура и свойства). Киев: Наукова думка, 1972. 153 с.
  5. Zubkova N.V., Pushcharovsky D.Yu., Giester G., Pekov I.V., Turchkova A.G., Chukanov N.V., Tillmanns E. // Crystallogr. Rep. 2005. V. 50. № 3. P. 367–373. https://doi.org/10.1134/1.1927591
  6. Du H., Zhou F., Pang W., Yue Y. // Microporous Mater. 1996. V. 7. № 2–3. P. 73–80. https://doi.org/10.1016/0927-6513(96)00014-4
  7. Lin Z., Ferdov S. // Microporous Mesoporous Mater. 2022. V. 335. 111835. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2022.111835
  8. Gerasimova L.G., Nikolaev A.I., Artemenkov A.G., Shchukina E.S., Maslova M.V., Kiselev Yu.G. // Theor. Found. Chem. Eng. 2023. V. 57. № 5. P. 1066–1072. https://doi.org/10.1134/S0040579523050093
  9. Samburov G.O., Kalashnikova G.O., Panikorovskii T.L., Bocharov V.N., Kasikov A.G., Selivanova E.A., Bazai A.V., Bernadskaya D., Yakovenchuk V.N., Krivovichev S.V. // Crystals. 2022. V. 12. № 3. 311. https://doi.org/10.3390/cryst12030311
  10. Panikorovskii T.L., Yakovenchuk V.N., Yanicheva N.Yu., Pakhomovsky Ya.A., Shilovskikh V.V., Bocharov V.N., Krivovichev S.V. // Mineral. Mag. 2021. V. 85. № 4. P. 607–619. https://doi.org/10.1180/mgm.2021.51
  11. Герасимова Л.Г., Щукина Е.С., Маслова М.В., Николаев А.И. // Докл. РАН. Химия, науки о материалах. 2023. Т. 513. С. 86–92. https://doi.org/10.31857/S2686953523700255
  12. Щукина Е.С., Герасимова Л.Г., Охрименко Р.Ф. // Хим. технол. 2012. Т. 13. № 5. С. 263–267.
  13. Gerasimova L.G., Maslova M.V., Shchukina E.S. // Theor. Found. Chem. Eng. 2009. V. 43. № 4. P. 464–467. https://doi.org/10.1134/S0040579509040186
  14. Thomas М., Bąk J., Królikowska J. // Desalination and Water Treatment. 2020. V. 208. P. 261–272. https://doi.org/10.5004/dwt.2020.26689
  15. Гимаева М.В., Валинурова Э.Р., Игдавлетова Д.К., Петрова О.П., Кудашева Ф.Х. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2012. Т. 12. № 2. С. 267–273.
  16. Герасимова Л.Г., Щукина Е.С., Маслова М.В., Семушин В.В. // Изв. ВУЗов. Сер. Химия и хим. технол. 2021. Т. 64. № 8. С. 115–122. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20216408.6411

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. ИК-спектры образцов сорбента, полученных из свежих осадов: СТА-0-С (1), СТМ-0-С (2).

Скачать (119KB)
3. Рис. 2. ИК-спектр образца сорбента из состаренного осадка СТА-П-С.

Скачать (116KB)
4. Рис. 3. ИК-спектр образца сорбента из состаренного осадка, обработанного HCl при Т : Ж = 1 : 6, СТА-П-С-2.

Скачать (100KB)
5. Рис. 4. Дифрактограммы образцов сорбентов: СТА-0-С (1), СТА-П-С (2), СТА-П-С-1 (после обработки сорбента раствором HCl, Т : Ж = 1 : 3) (3), СТА-П-С-2 (после обработки сорбента раствором HCl, Т : Ж = 1 : 6) (4). Обозначения: ● – зорит, × – иванюкит.

Скачать (188KB)
6. Рис. 5. Дифрактограммы образцов сорбента с использованием СТМ: СТМ-0-С (1), СТМ-П-С (2), СТМ-П-С-1 (после обработки сорбента раствором HCl, Т : Ж = 1 : 3) (3), СТМ-П-С-2 (после обработки сорбента раствором HCl, Т : Ж = 1 : 6) (4). Обозначения: × – иванюкит.

Скачать (183KB)
7. Рис. 6. Дифрактограммы сорбентов, полученных из состаренных титаносиликатных осадков, после обработки их раствором НСl: СТА-П-1С (1), СТА-П-2С (2), СТМ-П-1С (3), СТМ-П-2С (4). Обозначения: × – иванюкит, о – зорит.

Скачать (74KB)
8. Рис. 7. ПЭМ-изображение сорбентов: СТА-О-С (а), СТМ-О-С (б).

Скачать (201KB)

© Российская академия наук, 2024