Неорганічні аніообмінники, синтезовані на основі гідроксидів металів
Химия

Неорганічні аніообмінники, синтезовані на основі гідроксидів металів


Скачати реферат: Неорганічні аніообмінники, синтезовані на основі гідроксидів металів

План реферату

Вступ
1. Гідроксиди металів, що мають бруситову структуру
2. Методи дослідження
Висновок
Список літератури

Вступ

У представлених статтях гідроксиди металів розглянуті як іоніти в різних водних та змішаних середовищах. Обговорено хімічні та фізичні властивості, методи синтезу та сорбційна активність гідроксидів металів. Розібрано кінетика та термодинаміка іонного обміну на гідроксидних іонітах. На великому експериментальному матеріалі зроблено висновки про механізм сорбції та запропоновано моделі, що описують цей процес.

Показано можливість застосування гідроксидних матеріалів як неорганічні іоніти в аналітичній хімії, хімічній технології та промисловій екології. Селективність таких іонообмінників дозволяє використовувати їх як при поділі сумішей, так і для вилучення зі складного розчину якогось одного конкретного іона.

1. Гідроксиди металів, що мають бруситову структуру

Більшість статей присвячена вивченню аніонообмінних властивостей гідроксидів металів, що мають шарувату структуру типу бруситу. Нині їх виділяють окрему групу сполук. Для них характерна побудова кристалічних грат з окремих шарів, з’єднаних водневими зв’язками або силами Ван-дер-Ваальса. Впровадження аніонів у міжшарові простори таких гідроксидів відбувається на основі нуклеофільного заміщення функціональних гідроксогруп.

Важливо, що гідроксиди різних металів з шаруватою структурою можуть утворювати тверді розчини заміщення, що мають ряд цінних іонообмінних властивостей. Представлені публікації відображають сучасний рівень досліджень із цієї проблеми у світовій практиці.

У роботах [1-2,5-7] вказується на можливість використання як аніонообмінних матеріалів так званих шаруватих подвійних гідроксидів (СДГ). Структура СДГ (M2+1-xM3+x(OH) 2[(anionn-) x/n. mH2O]) складається з позитивно заряджених гідроксидних шарів (M2+1-xM3+x(OH) 2) x+ та аніонів, що знаходяться в міжшаровому просторі. Інтерес дослідників до цього класу сполук обумовлений можливістю варіації їх властивостей шляхом заміщення аніонів у міжшаровому просторі або атомів металу гідроксидному шарі.

2. Методи дослідження

У дослідженнях широко застосовуються хімічні та фізико-хімічні методи аналізу. До найчастіше використовуваних методів належать інфрачервона спектроскопія, рентгенофазовий аналіз, атомно-абсорбційна спектроскопія та термогравіметричний аналіз.

Так, результати рентгенофазового аналізу свідчать про можливість розширення міжшарових просторів гідроксидів при інтеркаляції різних аніонів. Наприклад, у статті [1] показано, що при впровадженні в Mg-Al СДГ терефталат-аніонів відбувається зміна параметра решітки від 9Е до 14Е. Це дозволяє видобувати гідроксидними іонітами з розчинів досить великі аніони.

Інфрачервона спектроскопія використана для аналізу стану аніонів у складі різних гідроксидів. Наприклад, наведено інфрачервоні спектри поглинання продуктів сорбції нітрат-іонів на гідроксидах таких металів, як Zn, Cu, Ni та La [6].

Атомно-абсорбційний аналіз застосовується в багатьох роботах, наприклад, [4] щодо концентрацій іонів у розчинах.

Термогравіметричний аналіз дозволяє простежити процеси, що відбуваються під час нагрівання гідроксидних матеріалів. Прикладом застосування термогравіметрії може бути дослідження, проведене у роботі [6]. Тут проаналізовано стійкість до нагрівання терефталатних, ацетатних та бензоатних похідних від сполук виду: Zn5(OH) 8(NO3) 2·2H2O, Cu2(OH) 3NO3 та La(OH) 2NO3·H2O. Отримані експериментально криві DTA показують температуру, коли починається термічне розкладання спочатку взятих зразків і глибока перебудова структури сполук. Криві DTG відбивають втрату маси зразка при нагріванні. Показано, що втрата маси твердої фази відбувається за рахунок відділення при високій температурі таких легколетких речовин, як H2O, CO2, NO та ін Отримані в роботі результати дозволили охарактеризувати термічну стійкість гідроксидних іонітів.

Висновок

Таким чином, публікації показують, що сьогодні триває інтенсивне дослідження неорганічних іонітів. Зокрема, ведеться активний пошук неорганічних матеріалів з аніонообмінними властивостями. Серед найперспективніших вказуються гідроксиди металів. Хімічна модифікація гідроксидних матеріалів дозволяє отримувати широку гаму аніонообмінників, що мають високу обмінну ємність. Як іоніти можуть бути використані як індивідуальні, так і змішані гідроксиди металів. У публікації [5] зазначається, що є можливість синтезу різних за властивостями гідроксидних іонітів, що включають такі метали, як Mg2+, Fe2+, Co2+, Cu2+, Ni2+, Zn2+, Al3+, Cr3+, Ga3+ чи Fe3+. Це ставить цікаві теми для досліджень і обумовлює безліч публікацій, що знову з’являються.

бібліографічний список

1. Steven P. Newman, Samuel J. Williams, Peter V. Coveney, William Jones. Внутрішнє архівування hydrated MgAl layered double hydroxides містить у собі терефталовані йони: comparison of simulation and measurment // Journal of Physical Chemistry. 1998. V. 102. P. 6710-6719.

2. Masami Kaneyoshi, William Jones. Exchange interlayer terephtalate anions from Mg-Al layered double hydroxide formation of intermediate phases // Chemical Physics Letter. 1998. V. 296. P. 183-187.

3. Nasr Z. Misak. Відомості про ion охоплюють властивості hydrous oxides // Advances of Colloid and Interface Science. 1994. V. 51. P. 29-135.

4. Milan Marhol. Ion exchanger в аналітичній хемістрі, їхні властивості і використання в органічній химисті. 1982. p. 585.

5. Masami Kaneyoshi, William Jones. Формування Mg-Al з’єднується з двома hydroxides inter calated with nitriloacetate anions // Journal of Chemistry Materials. 1999. №9. P. 805-811.

6. Steven P. Newman, William Jones. Comparative study of some layered hydroxide salts containing exchangeable interlayer anions // Journal of Solid State Chemistry. 1999. V. 148. P. 26-40

7. Samuel J. Williams, Peter V. Coveney, William Jones. Molecular dynamics simulation of swelling of terephtalate anions // Journal of Solid State Chemistry. 1999. V. 21. P. 183-189.

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *