Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата
химических наук. — Киев: Институт Коллоидной и химии воды им. А.В.
Думанского НАН Украины, 2006. — 20 с.
Специальность 02.00.11 - Коллоидная химия.
Диссертационная работа посвящена изучению одной из основных проблем
коллоидной химии - поведению органических молекул на границе
раздела фаз: газ-твёрдое тело, жидкость-твёрдое тело. В работе
исследованы структурно-сорбционные характеристики углеродных
сорбентов - природного пористого угля, природного, окисленного и
терморасширенного графита по данным адсорбции паров воды, н-гексана
и азота. Доказан кластерный характер адсорбции молекул воды на
активных центрах природного угля, и его способность к набуханию в
парах воды и н-гексана. Структурно-сорбционными и
электрохимическими методами оценена концентрация активных центров
на поверхности исследуемых сорбентов. Показано, что они являются
слабокислотными полифункциональными катионитами. На основе
сравнительного анализа концентраций адсорбированных молекул
органичных веществ на единице поверхности исследуемых углеродных
материалов с соответствующей концентрацией активных центров сделали
ВЫВОД о преимущественно ван-дер-ваапьсовом характере взаимодействия
органических веществ анионного типа с поверхностью углеродных
материалов, Изучены закономерности сорбции органических веществ
анионного типа (сульфонол и краситель прямой алый) на природном
пористом угле, природном. окисленном и терморасширенном графите.
Показано, что среди исследуемых сорбентов наибольшей сорбционной
ёмкостью относительно органических веществ обладает
терморасширенный графит (S = 24 м2/г) .
В ходе проведения систематических исследований разработана методика получения слоистых силикатов, модифицированных нанокластерами гидроксокатионов алюминия. В качестве модельной неорганической матрицы был выбран структурно несовершенный каолинит (S= 70 м2/г E = 0,25 мг-екв/г). Показано, что при соблюдении определённых параметров модифицирования (12Е; ОН/Аl=2; рН 3,8-:-4,2) на поверхности каолинита формируются поликатионы состава [Аl1304(ОН)28(Н2О)8]З+ (далее Аl 13-катионы) и достигается b[ максимально плотная упаковка на поверхности материала. В результате заряд поверхности минерала изменяется с -18 mV до +40 mV. В результате модифицирования сорбционная ёмкости разработанного сорбента по отношению к. анионактивным соединениям (сульфонол, краситель прямой алый, фульвокислота) возрастает примерно в 7-8 раз по сравнению с исходным каолинитом. Одновременно этот материал сохраняет способность сорбировать органические вещества неионогенного (оп-] О) и катионного (кристаллический фиолетовый) характера. Исследованы механизмы взаимодействия фульвокислоты с поверхностью каолинита, модифицированного нанокластерами гидроксокатионов алюминия. Методом ИК-спектроскопии
установлено взаимодействие карбонильных и дикетонных групп фульвокислоты с катионами Al3+ Аl-нанокластеров, находящихся на поверхности минерала. Получены спектральные доказательства образования водородной связи между карбоксильными группами фупьвокислоты и гидроксильными группами гидроксокатионов алюминия.
Определены оптимальные условия применения модифицированных сорбентов на основе
каолинита совместно с сернокислым алюминием для извлечения фульвокислот из природной воды. Степень очистки воды от растворённых органических веществ по сравнению с применением только сернокислого алюминия увеличивается на 8-12%, от взвешенных веществ на 11-17% при низком содержании остаточного алюминия в очищенной воде (0,12·0,20 мг/дм').
В ходе проведения систематических исследований разработана методика получения слоистых силикатов, модифицированных нанокластерами гидроксокатионов алюминия. В качестве модельной неорганической матрицы был выбран структурно несовершенный каолинит (S= 70 м2/г E = 0,25 мг-екв/г). Показано, что при соблюдении определённых параметров модифицирования (12Е; ОН/Аl=2; рН 3,8-:-4,2) на поверхности каолинита формируются поликатионы состава [Аl1304(ОН)28(Н2О)8]З+ (далее Аl 13-катионы) и достигается b[ максимально плотная упаковка на поверхности материала. В результате заряд поверхности минерала изменяется с -18 mV до +40 mV. В результате модифицирования сорбционная ёмкости разработанного сорбента по отношению к. анионактивным соединениям (сульфонол, краситель прямой алый, фульвокислота) возрастает примерно в 7-8 раз по сравнению с исходным каолинитом. Одновременно этот материал сохраняет способность сорбировать органические вещества неионогенного (оп-] О) и катионного (кристаллический фиолетовый) характера. Исследованы механизмы взаимодействия фульвокислоты с поверхностью каолинита, модифицированного нанокластерами гидроксокатионов алюминия. Методом ИК-спектроскопии
установлено взаимодействие карбонильных и дикетонных групп фульвокислоты с катионами Al3+ Аl-нанокластеров, находящихся на поверхности минерала. Получены спектральные доказательства образования водородной связи между карбоксильными группами фупьвокислоты и гидроксильными группами гидроксокатионов алюминия.
Определены оптимальные условия применения модифицированных сорбентов на основе
каолинита совместно с сернокислым алюминием для извлечения фульвокислот из природной воды. Степень очистки воды от растворённых органических веществ по сравнению с применением только сернокислого алюминия увеличивается на 8-12%, от взвешенных веществ на 11-17% при низком содержании остаточного алюминия в очищенной воде (0,12·0,20 мг/дм').