Гидротермальное старение гидрогеля

Характер кривых ДТА (рис. 3), уменьшение емкости катионного обмена (табл. 2), изменение структурно-механических свойств свидетельствует о том, что процесс повышения степени окристаллизованности глинистого минерала при таких условиях протекает более интенсивно. Аналогичные результаты были получены при исследовании процессов старения силика-гидрогелей в растворах солей [5]. Во всех случаях обработки растворами солей авторы наблюдали увеличение скорости гидротермального старения геля по сравнению со старением в воде. [c.137]

Таблица 17 Гидротермальное старение гидрогеля в растворах электролитов

Гидротермальное старение гидрогеля [c.63]

Механизм этих процессов, очевидно, такой же, как и при гидротермальной обработке алюмосиликагеля [179] и аэросила [180, 181]. Таким образом, при гидротермальном старении гидрогеля его глобулы, увеличиваясь в размерах, становятся более однородными по всей величине, более сферическими и менее шероховатыми , более однородной становится и их упаковка. [c.65]

Связывая кинетику процесса гидротермального старения гидрогеля со скоростью расщепления =51 — О — 51 =з связей его скелета. Чертов и др. [173] рассматривают расщепление силоксановых связей как реакцию нуклеофильного бимолекулярного замещения, скорость которой должна зависеть от природы аниона Соли. Это предположение хорошо согласуется с полученными ими результатами по каталитическому эффекту анионы располагаются в порядке Р > 504 >С1 . Такой порядок расположения анионов, в общем, находится в соответствии с их нуклеофильной активностью. [c.68]

В дальнейшем, анализируя влияние pH среды и анионов на кинетику гидротермального старения гидрогеля. Чертов [c.68]

Укрупнение глобул при гидротермальном старении является следствием повышения растворимости ЗЮа с ростом температуры [176, 177, 97]. Это представляется таким образом, что вода расщепляет силоксановую связь на поверхности частиц гидрогеля и диаметр глобул возрастает за счет растворения самых малых из них и переноса кремневой кислоты на поверхность более крупных. Так же растворяются и большие глобулы гидрогеля, главным образом в местах с наибольшей кривизной поверхности [178], вследствие чего происходит сглаживание ее геометрической неоднородности. [c.65]

Старение гидрогеля при гидротермальной обработке в автоклаве. Ускорение процесса достигается повышением температуры автоклавирования, увеличением pH дисперсионной среды и растворенными в воде солями [147, 170— 175]. При этом по каталитическому эффекту анионы солей располагаются в порядке > 804 > СР. [c.184]

Таким образом, пористую структуру силикагелей можно регулировать на любой стадии их приготовления посредством изменения pH,осаждения и промывки гидрогеля, термического и гидротермального старения, заменой интермицеллярной воды органическими жидкостями, варьированием условий обезвоживания. Влияние этих фак торов можно предсказать на основании теории формирования пористой структуры гелей, в которой основная роль отводится реакции [c.198]

К условиям, вызывающим рост глобул и, следовательно, уменьшение удельной поверхности, относятся а) осаждение, промывка и старение геля при pH > 5 б) гидротермальная обработка гидрогеля при разных температурах и продолжительности в) присутствие катализаторов (Р , ОН"), ускоряющих процесс г) обработка гидрогеля водоотнимающими средствами [8]. [c.6]

Изложенный выще материал позволяет сделать вывод, что для силикагелей, приготовленных описанными методами, наблюдаются сходные закономерности формирования поверхности а) при получении гидрогелей в условиях низких значений pH и температур образуются ксерогели с высокоразвитой поверхностью б) при повышении pH, продолжительности промывки и старения, а в ряде случаев и температуры величина поверхности уменьшается, особенно резко в условиях гидротермальной обработки в) включение в состав геля катионов вследствие неполного гидролиза или в результате хемосорбции из маточного раствора обусловливает уменьшение размера поверхности. [c.21]

К числу первых работ в области гидротермального старения гидрогеля кремневой кислоты можно отнести работы Брунса и Костиной, Хармадарьяна и Копеле-вича, Вольфа н Бейера [35, 45, 164], наблюдавших падение величины поверхности и расширение пор силикагеля при промывке геля горячей водой. Такой же эффект наблюдали Ак-шинская и Никитин [169] при обработке гидрогеля водяным паром при высоких температурах и давлении. Однако в указанных работах гидротермальный синтез силикагелей не являлся предметом специального изучения. Систематическое исследование этого вопроса было проведено одним из авторов с сотрудниками [147, 170 — 175]. [c.64]

В [170] Неймарк, Чертов и Джамбаева изучили влияниетемпературы и продол.житель ности гидротермальной обработки сили-кагидрогеля на пористую структуру и свойства ксерогеля. Полученные ими результаты приведены на рис. 21. Как видно из рисунка, по мере увеличения длительности и температуры гидротермального старения гидрогеля удельная поверхность ксерогелей уменьшается, а предельный сорбционный объем пор увеличивается. При этом основные изменения в структуре происходят в первые 20—40 ч, после чего структура ксерогелей изменяется весьма незначительно. Дальнейшие ее изменения достигаются лишь с повышением температуры старения. Гидротермальная об- [c.64]

В последующих работах Чертов и др. [171, 172] исследовали кинетику гидротермального старения гидрогеля кремневой кислоты в нейтральной, щелочной и кислой средах в широком диапазоне температур. Авторы установили (см. табл. 16), что наиболее быстро процесс гидротермального старения происходит в щелочной среде. Так, полупе-риод процесса в щелочной среде (время, в течение которого [c.65]

Существенное влияние на скорость гидротермального старения гидрогеля кремневой кислоты оказывают минеральные соли [173]. Старение в растворах солей происходит значительно быстрее, чем в воде. Так, если при старении геля в дистиллированной воде для получения ксерогеля с поверхностью — 50 м г необходима обработка гидрогеля в автоклаве в течение 50 ч при 300° С, то, например, в 1,0-н. растворе N32804 для этого требуется лишь 3 ч при 250° С. При 90° С время, необходимое для уменьшения исходной поверхности вдвое, составляет 90 ч, в 0,1 и 1,0-н. ЫН Р соответственно только 2 и 1 ч. [c.68]

Обстоятельные исследования гидротермальной обработки гидрогеля кремневой кислоты [75—78] показали, что изменение структурных характеристик гидрогеля в результате гидротермального старения — уменьшения удельной поверхности, увеличения размера глобул и увеличения диаметра пор — происходит за счет растворения и деконденсации скелета гидрогеля. Этот процесс ведет к деполимеризации структуры гидрогеля, что вызывает даже переход геля в золь. Важная роль растворения и деполимеризации гидрогеля подтверждается и тем, что скорость растворения кремнезема и его растворимость очень зависят от температуры [79]. Срастание между собой отдельных кусочков геля при гидротермальной обработке гидрогеля [75], по мнению [80], также свидетельствует о растворении кремнезема, последующем переносе и осаждении низкомолекулярных кремневых кислот. Об этом говорит и установленное исследователями [75] отсутствие влияния давления на гидротермальное старение гидрогелей, что вообще характерно для растворения твердых тел. На основе большого экспериментального материала авторы [75] показали, что изменение структурно-адсорбционных характеристик ксерогелей, гидрогели которых подвергались гидротермальной обработке, происходит резче и процессы идут глубже в щелочной среде, чем в кислой. Этот факт авторы объясняют тем, что в кислых средах скорость растворения кремнезема замедляется, а в щелочных — ускоряется [81], и тем самым подчеркивают важную роль химического процесса растворения гидрогеля и реконденсации. [c.12]

Чертов В. М., Джамбаева Д. Б., Неймарк И. Е. Исследование кинетики гидротермального старения гидрогеля кремневой кислоты. I, Кинетика старения спликягидрогеля в нейтральной среде.— Укр. хим, журтг , 1965, т, 31,, № 11, с. 1149—1157. [c.104]

Рассмотрение старения гидрогеля при комнатной температуре с точки зрения перераспределения кремнезема (переконденсации) позволяет объяснить изменения в пористой структуре силикагеля с позиций авторов [146, 147], изучивших геометрическое модифицирование ксерогеля и гидрогеля при гидротермальной обработке. Согласно [146] незначительное изменение 5 при старении гидрогеля является результатом отложения растворенной 5102 местах срастания частиц, что может быть причиной увеличения прочности геля в первый период старения. Шарыгин, Чух-ланцев и Бакина [148] проследили за старением гидрогеля кремневой кислоты, фиксируя изменения в структуре гид- [c.50]

Несомненно также, что и ранее предложенные модели будут совершенствоваться. Так, глобулярная модель может быть развита и использована в нескольких вариантах а) модель касающихся глобул б) модель сросшихся глобул в) модель пространственной сетки цепей глобул г) агрегатов касающихся или сросшихся глобул. Варианты а) и в) описаны выше, более подробно — в работах [1, 72] в виде правильных упаковок и интерполяционных квазиупаковок. Однако более точное описание структуры лиогелей, процессов их старения, термического и гидротермального спекания ксерогелей, более детальный анализ механических и электрических свойств, а также теплопроводности корпускулярных структур может быть сделан на основе модели случайно упакованных глобул, причем в моделях правильных и случайно упакованных глобул должно быть учтено их срастание и агрегирование. Необходимо отметить, что такое уточнение требует экспериментального изучения неоднородности упаковки частиц в реальных системах и определения дополнительных параметров структуры, например функции распределения по числам касаний, относительной степени срастания, относительного размера агрегатов и соответствующего введения этих параметров в модель. Подходы к решению этих задач в некоторых случаях намечены. Например, трудоемким методом шлиф-срезов изучена неоднородность геометрического строения некоторых систем 84] в работах Щукина и Конторович [22] оптическими методами удалось определить размер агрегатов глобул в гидрогелях степень срастания можно оценить по соотношению геометрической поверхности глобул (определенной электронно-микроскопическим методом) и доступной для адсорбата поверхности (измеренной методом БЭТ), если точность обоих определений достаточно велика. Более или менее ясны и принципы моделирования этих систем. Реализация этих возможностей — вероятно. дело ближайшего будущего. [c.271]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология