Синтез пористых ферритов с применением выгорающих добавок.Материалы / Изучение возможности применения магнитных жидкостей для синтеза магнитных сорбентов / Синтез пористых ферритов с применением выгорающих добавок.
Среди большого числа адсорбентов, отличающихся друг от друга структурными параметрами, природой поверхности и соответственно областью применения, особое место занимают пористые тела с магнитными свойствами.
Для решения большинства сорбционных задач требуются адсорбенты с различной пористой структурой, среди которых минеральные пористые вещества занимают основное положение. Во-первых, они во много раз дешевле, доступны и синтез их не требует специального оборудования и дефицитного сырья. Во-вторых, методы получения данных адсорбентов, в том числе и с магнитными свойствами, позволяют в широких пределах регулировать
их структуру. Это свидетельствует о необходимости расширения исследований по синтезу адсорбентов, выявлению закономерностей механизма их структурообразования, природы поверхности, магнитных и адсорбционно-структурных свойств.
Способы получения указанных пористых материалов в зависимости от температуры их синтеза методически могут быть подразделены на две группы. В первой группе они реализованы путем наращивания компонентов шпинельного состава на поверхности коллоидных частиц термостойкого носителя (Т= 700— 750°С) [9], во второй — (Т>750°С) путем применения различного рода выгорающих добавок [10].
Отличие минеральных магнитных адсорбентов от угольных ферромагнитных, как следует из анализа литературы [11-15], состоит в следующем: во-первых, ферромагнитные угольные адсорбенты обладают мелкопористой структурой, что существенно ограничивает область их применения, во-вторых, магнитные свойства высокодисперсных ферромагнетиков вследствие значительной анизотропии формы частиц железа в данных системах, степени их упаковки как в объеме, так и в поверхностном слое, а также при наличии на поверхности частиц хемосорбированных поверхностно-активных веществ снижают магнитные характеристики получаемых адсорбентов [12, 13]. В работе [16] показано, что магнитные свойства веществ сильно зависят от упорядоченности активных магнитных частиц, которая для систем с низкой степенью упаковки Р удлиненных частиц сфероидальной формы может быть рассчитана по уравнению [17]:
где Nа и nб — размагничивающие факторы вдоль короткой и длинной оси частиц. Оценка Р0 для железных частиц дает величину ~ 0,2 [18].
В-третьих, например, в металополимере для достижения необходимой магнитной индукции насыщения Вs и остаточной индукции Вr, как показано в работах [13, 19], требуется до 30% электролитического железа в. В-четвертых, несмотря на относительно высокое содержание Fe3O4 в образце, в силу вышеупомянутых факторов, достичь предельной величины магнитных свойств, присущих индивидуальному оксиду Fe3O4, не удается. При этом следует отметить, что магнитные свойства массивного индивидуального Fe3O4 по сравнению с другими магнитными материалами не столь высоки.
В отличие от угольных ферромагнитных адсорбентов, синтезированных на основе дорогостоящих синтетических или природных полимеров, минеральные ферриты как по своим магнитным характеристикам, так и по доступности, стоимости исходных компонентов, экологичности процесса имеют ряд преимуществ: наличие высоких магнитных свойств, отсутствие вредных газовых выбросов при их синтезе, компактное расположение магнитных частиц получаемого вещества и т.д. Действие выгорающей добавки [20] заметно сказывается на росте сорбционной емкости, которая по сравнению с исходными образцами увеличилась в два раза.
Влияние исходной структуры гидрогеля с нанесенной шпинельной фазой проявляется в том, что более крупнопористые гидрогели при температуре синтеза ферритов 650°С подвержены меньшим структурным изменениям, чем мелкопористые. Безусловно, степень изменения Vs и Sуд сильно зависит от термостабильности носителя. Одна картина будет иметь место при наращивании гидроксида магния на носитель — коллоидные частицы гидроксида железа и другая — при наращивании Fе(ОН)3 на частицы Mg(OH)2, емкость поглощения и термостабильность которого по сравнению с Vs гидроксида железа примерно в 2 раза выше. Это уже само по себе, не прибегая к применению структурирующих добавок, позволит в определенных пределах варьировать структуру, а соответственно и сорбционные свойства синтезируемых ферритсодержащих адсорбентов.
Смотрите также
Криптон (Kryptonum), Kr
Находится в атмосферном воздухе. Образуется при ядерном делении, в том числе и в результате естественных процессов, происходящих в рудах радиоактивных металлов.
Производство сверхмощных эксимерных лаз ...
Разработка методов синтеза SnF2
Основной путь получения SnF2 – взаимодействие SnO и фтористоводородной кислоты [5] с
последующим выпариванием и сушкой. Специфика технологии олова и его соединений
такова, что первичным продуктом пе ...
Теория симметрии молекул
Понятие симметрии играет важную роль во всех естественных науках.
Свойствами симметрии обладают структуры многих молекул, ионов, образуемых ими
реагирующих систем.
Математической основой ...