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 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