Неорганические магнитонаполненные адсорбентыМатериалы / Изучение возможности применения магнитных жидкостей для синтеза магнитных сорбентов / Неорганические магнитонаполненные адсорбентыСтраница 1
Наряду с изучением адсорбентов-ферритов с развитой пористой структурой представляют интерес адсорбенты с магнитными свойствами, полученные путем механического смешивания или совместного осаждения магнитных порошков с гидроксидами металлов. Этот метод синтеза по сравнению с другими имеет ряд преимуществ. Во-первых, использование магнитных порошков позволяет за счет структуры матрицы регулировать пористость и удельную поверхность синтезируемых магнитных адсорбентов в желаемом направлении. Во-вторых, в зависимости от процентного содержания магнитного порошка в составе образца и величины его намагниченности можно изменять структурные и физико-химические свойства получаемых адсорбентов в достаточно широких пределах.
Кроме того, данный метод получения адсорбентов с магнитными свойствами дает возможность в достаточно широких пределах регулировать структуру матрицы, а соответственно и структурные параметры синтезированных образцов [21, 22]. Все это наряду со специфическими свойствами указанных адсорбентов расширяет возможность их использования в разных сорбционных процессах.
Существует расхождение между теоретическими расчетами и экспериментальными данными. По теории с возрастанием концентрации (20-50%) магнитной компоненты Vs и Sуд должна уменьшаться, на практике же наблюдается обратное. Причина таких расхождений обусловлена участием твердых частиц порошка в формировании структуры адсорбентов. Механизм их действия связан с образованием жесткого каркаса, препятствующего сжатию гидроксида во время сушки. Аналогично изменяется и удельная поверхность синтезируемых адсорбентов, которые из-за наличия более открытой структуры несколько выше теоретически рассчитанной.
Условия получения адсорбентов оказывают существенное влияние на их адсорбционно-структурные характеристики. Одна картина наблюдается при внесении магнитного порошка в отмытый гель с последующим механическим перемешиванием и другая — при внесении порошка в солевой раствор, т.е. перед осаждением гидроксида. Разница заключается в том, что образцы, полученные по второму методу, имеют на 10—12% более высокие значения Vs и удельные поверхности. Причина данных расхождений состоит в том, что при механическом перемешивании гидроксида вследствие нарушения гидратных оболочек коллоидных частиц происходит неполная стабилизация системы, сопровождающаяся снятием фактора устойчивости отдельных участков поверхности частиц, в результате чего частицы, слипаясь в этих местах, образуют пространственную сетку, в петлях которой будет находиться дисперсионная среда. При сильном падении агрегативной устойчивости между частицами в местах их соприкосновения может происходить полное вытеснение прослоек дисперсионной среды и осуществляться непосредственный контакт между частицами. Причем с повышением частичной концентрации количество контактов, приходящихся на единицу объема системы, и скорость взаимодействия частиц возрастают.
Увеличение числа контактов между частицами — результат их более плотной объемной упаковки, сопровождающейся, как правило, уменьшением сорбционной емкости и сокращением удельной поверхности образцов за счет недоступности поверхности частиц гидроксида для молекул адсорбата. При совместном осаждении гидрогеля с магнитным порошком протекание указанных процессов весьма ограничено вследствие резкого уменьшения дисперсной фазы и концентрации вещества, а также из-за отсутствия интенсивного механического перемешивания, способствующего образованию коагуляционных структур и т.д.