«Оптимизация условий получения гидрогелей в процессе синтеза силохромов (адсорбентов)»

Целью работы является экспериментальное подтверждение периодического механизма гелеобразования и определение его влияния на сорбционные свойства силохромов. Для синтеза кремниевой кислоты использовали силикат натрия ТУ 2145-001-52257004-2002 и соляную кислоту. Уровень рН определялся с помощью универсального индикатора и доводился до 7. Концентрация исходных растворов изменялась в пределах:

метасиликата натрия – от 3,0 до 0,20 моль/л; соляной кислоты –1,0; 0,50 ; 0,10 моль/л;

В результате исследования можно сделать вывод, что при концентрациях SiO₂ 3,0; 2,5; 2,0 и 1,0 М НС1 гелеобразования не происходит, система имеет вид суспензии. При понижении концентрации SiO₂ образуется прозрачный гель, но при этом не происходит застудневания и образования ретикулярной структуры. При концентрациях SiO₂ 1,5; 1,0; 0,5; 0,3 и 0,5 М НС1 происходит гелеобразование, причем быстрое застудневание (30 мин.) наблюдается только в случае концентрации SiO₂ 1,0 М и НС1 – 0,5 М. При концентрациях НС1 0,1 М застудневания не наблюдали в течение 10 суток.

В гидрогеле (концентрация SiO₂ 1М и НС1 0,5М) возникновение ретикулярной структуры из жидкого раствора происходит при комнатной температуре в статических условиях, что приводит к образованию аморфного и в тоже время анизотропного ксерогеля, о чем свидетельствуют образовавшиеся спиральные и раковистые изломы. По мере старения силикагеля при высушивании происходит переход из вязкого состояния в хрупкое состояние с затвердеванием образующихся агрегатов (микрообластей подобных кристаллитам). Волнообразные ступени в ксерогелях имеют сложную внутреннюю структуру. Промежутки между ступенями образованы цепочками пор (500-700 Å). На самих ступенях также обнаружено большое число пор различного размера (200-350 Å).

Установлено, что структура гелей и ксерогелей кремниевой кислоты найденной оптимальной концентрации (Na₂SiO₃ 1М и НС1 0,5 М) представляет собой затвердевшие вихревые кольца которые нашли четкое формовыражение в виде пор различного диаметра, вследствие диффузионного движения и последующего испарения воды по граничным областям роста спиралей.