Исследование адсорбции органических катионов из раствора на поверхности слоистых силикатов. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Исследование адсорбции органических катионов из раствора на поверхности слоистых силикатов.



На рис. 3.4. представлена кинетика адсорбции АБДМАХ на ИМТ при соотношении фаз в суспензии 0,36% и при концентрации ЧАС в растворе, приблизительно в 1,6 раза превышающей емкость катионного обмена минерала. В данном случае осадок не отмывали от избытка органических катионов, т.е. адсорбцию проводили по первому варианту (см. п. 2.2.).

Рис. 3.4. Кинетика адсорбции АБДМАХ на ИМТ, при комнатной температуре. Соотношение фаз в суспензии - 0,36%, концентрация ЧАС – 5,23 ммоль/л.

Из рис.3.4. видно, что адсорбция достигает равновесия в течение ~ 5 мин. Так, величина адсорбции за первые 5 минут встряхивания на лабораторном шейкере составляет 126 ммоль/ 100 г монтмориллонита, а через сутки (1 час встряхивания, 23 часа отстаивания) – 133 ммоль/ 100 г.

На рис.3.5. показаны изотермы адсорбции АБДМАХ на ИМТ и ДМТ, на рис. 3.6. представлены изотермы адсорбции АБДМАХ на ИБ и ИМТ, на рис. 3.7. приведены изотермы адсорбции АБДМАХ на ИБ при различном соотношении фаз в суспензии. На рис. 3.8. показаны изотермы адсорбции АБДМАХ на ИМТ при различных температурах.

Рис.3.5. Изотермы адсорбции АБДМАХ на слоистых силикатах при комнатной температуре. Соотношение фаз в суспензии – 0,36%. ♦ - ДМТ, ○ – ИМТ.

 

Рис.3.6. Изотермы адсорбции АБДМАХ. Соотношение фаз в суспензии – 0,36%. ◊ - ИМТ, ● – ИБ.

 

Рис. 3.7. Изотермы адсорбции АБДМАХ на ИБ при различном соотношении фаз в суспензии. ■ – 0,36% твердой фазы, ● – 2% твердой фазы.

 

Рис. 3.8. Изотермы адсорбции АБДМАХ на ИМТ при различной температуре. Содержание твердой фазы в суспензии – 0,36%. ◊ - температура 25 ° С, ○ – температура 75 ° С.

На рис. 3.7. для удобства и наглядности концентрация ЧАС в растворе выражена в ммоль/100 г глины. Из представленных рисунков видно, что во всех случаях при высокой концентрации ЧАС наблюдается сверхэквивалентная физическая адсорбция. Аналогичную картину наблюдали многие авторы, которые объясняли этот факт возможностью адсорбции четвертичных аммониевых солей в виде нейтральных ионных пар или, при концентрациях выше ККМ, в виде полумицелл [ 22 ]. Этим же фактом можно объяснить наблюдаемое на рис.3.7. увеличение адсорбции при повышении содержания твердой фазы, поскольку в 5,5 раз повышается исходная концентрация ЧАС в растворе. Можно, кроме того, сделать вывод, что максимальная адсорбция на ДМТ несколько выше, чем на ИМТ. Несмотря на то, что определенная величина КОЕ для ИМТ выше (см. табл. 2.3.) и соответственно выше плотность заряда, в межслоевом пространстве ДМТ может физически адсорбироваться большее количество органических катионов, как вследствие более плотной упаковки углеводородных радикалов, так и вследствие более сильного изменения структуры адсорбента и большего увеличения высоты межслоевых галерей.

Из рис. 3.6. видно, что адсорбция на исходном ИБ меньше, чем на монтмориллоните, поскольку в первом, помимо слоистых силикатов, содержатся кремнеземистые примеси, не способные к химической адсорбции органических катионов.

С повышением температуры в указанных условиях наблюдается небольшое снижение величины максимальной адсорбции. Как известно с ростом температуры скорость равновесного экзотермического процесса, которым является физическая адсорбция, падает, и равновесие может смещаться в сторону десорбции (см. рис.3.8.).

После отмывания адсорбента от избыточного количества ЧАС (по второму варианту адсорбции), максимальная адсорбция практически равна катионной обменной емкости минералов. На рис. 3.9. показаны изотермы адсорбции АБДМАХ, полученные по первому и по второму варианту (без промывания и с промыванием адсорбента).

Рис. 3.9. Удаление физически адсорбированных органических катионов с поверхности слоистых силикатов после промывания избытком растворителя. · - после промывки, ´ - без промывки.

На рис. 3.10. представлены изотермы адсорбции АБДМАХ и ДАДМАХ на ИБ. В обоих случаях адсорбент после адсорбции промывали 4-х кратным количеством горячей дистиллированной воды.

Рис.3.10. Изотермы адсорбции органических катионов на ИБ. Содержание твердой фазы в суспензии – 0,36%. ■ – АБДМАХ, ∆ - ДАДМАХ.

 

Как видно из рис. 3.10, адсорбция ДАДМАХ, имеющего два алкильных радикала, ниже адсорбции АБДМАХ. Как уже отмечалось, этот эффект может быть связан с экранированием анионных центров на внутренней поверхности слоистых силикатов.

Косвенно оценить гидрофобность органоглины можно по содержанию воды в воздушно-сухом адсорбционном комплексе по потере массы при 180°С (в предположении о том, что гидрофобность адсорбционного комплекса обратно пропорциональна содержанию физически связанной воды). На рис. 3.11. представлена зависимость содержания воды (в мас.%) от содержания органической фазы в адсорбционном комплексе (в ммоль/ 100 г), в случае ИБ, обработанного ДАДМАХ.

Рис. 3.11. Зависимость содержания физически связанной межслойной воды в адсорбционном комплексе от содержания ДАДМА+ в межслоевом пространстве

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2019-05-20; просмотров: 170; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.234.124.70 (0.008 с.)