LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → Редиспергування порошків карбонатів металів та структурні особливості їх седиментаційних осадів

частинками, за яких теоретично може утворитися просторова коагуляційна структура для досліджуваних порошків карбонатів металів у дисперсійних середовищах різної природи. Одержані результати свідчать, що просторова коагуляційна структура може утворитися тільки у випадку частинок (NiOH)2CO3 і СоСО3, оскільки сили зчеплення в одиничному контакті між частинками як на повітрі, так і у рідких дисперсійних середовищах значно перевищують сили тяжіння (К<<1). Для частинок (CuOH)2CO3 і MnCO3 сили тяжіння значно переважають сили зчеплення в одиничному контакті між частинками (К>>1).

Для одного і того ж дисперсійного середовища зменшення розмірів первинних частинок порошків (знайдених електронно-мікроскопічним методом) зумовлює зменшення щільності укладання частинок (рис.7), тобто, сприяє формуванню менш щільних та більш неоднорідних просторових структур. Також встановлено, що для одного і того ж порошку щільність укладки частинок є меншою у тому дисперсійному середовищі, в якому кількість первинних частинок у агрегатах є більшою (рис. 8). Це

підтверджує важливу роль агрегативних процесів у формуванні просторової структури із дисперсних частинок.

Встановлено, що просторові структури, сформовані з частинок порошків досліджуваних карбонатів, є неоднорід-ними і середня щільність укладки частинок визна-чається первинною щіль-ністю укладки частинок у неповністю зруйнованих агрегатах (ядрах), які формуються під час редиспергування порошків у рідинах, та вторинною щільністю укладки цих ядер під час формування осадів. Серед досліджуваних дисперсійних середовищ (вода, 1,4-діоксан, ізопропіловий спирт, ізобутиловий спирт) у 1,4-діоксані агрегативні процеси найбільш інтенсивні і, відповідно, просторові коагуляційні структури найменш щільні.

У сьомому розділі обговорені результати дериватографічних досліджень розкладу суміші досліджуваних карбонатів: (CuOH)2CO3; MnCO3; (NiOH)2CO3 ; CoCO3 для синтезу сполуки Cu0,1Ni0,8Co0,2Mn1,9O4 у разі підготовки суміші вихідних порошків у трьох середовищах:

– сухе перемішування порошків на повітрі;

– вологе перемішування порошків у ізопропіловому спирті;

– вологе перемішування порошків у ізобутиловому спирті.

Показано, що найкращі умови для розкладу цієї суміші карбонатів та твердофазного синтезу забезпечує перемішування порошків у ізопропіловому спирті внаслідок формування під час приготування керамічної шихти найщільнішої просторової структури та збільшення кількості контактів між різнорідними частинками.


ВИСНОВКИ


  • Вперше проведено дослідження редиспергування порошків основного карбонату купруму, основного карбонату ніколу, карбонату мангану та карбонату кобальту в дисперсійних середовищах різної хімічної природи (вода, 1,4-діоксан, ізопропіловий спирт, ізобутиловий спирт) та у водних розчинах промислових ПАР (TRITON X-100, ATLAS G-3300 і HYAMINE 1622) та обґрунтовано його вплив на просторову структуру седиментаційних осадів.

  • Вперше показано, що під час редиспергування порошків у рідких середовищах відбуваються два послідовні процеси: перший – розтікання рідини по поверхні частинок шляхом переміщення у відкритих полідисперсних порах та другий – проникнення рідини в області замкненого повітря та обґрунтована роль кожного з них у руйнуванні агрегатів первинних частинок. В ряду середовищ: ізобутиловий спирт→ізопропіловий спирт→1,4-діоксан→вода переміщення рідини у відкритих полідисперсних порах не сприяє редиспергуванню, а проникнення рідини в області замкненого повітря навпаки сприяє йому і сукупна дія цих двох чинників забезпечує найкраще редиспергування порошку (СuOH)2CO3 у воді, а інших порошків MnCO3, (NiOH)2CO3 і СoCO3 у 1,4-діоксані.

  • Показано, що результати седиментаційного аналізу відображають як редиспергувальну здатність середовища, так і розвиток агрегативних процесів під час проведення седиментаційного аналізу та обґрунтовано, що для агрегативно нестабільних суспензій найбільший вплив на розвиток коагуляційних процесів та кінцевий розмір агрегатів частинок має розмір агрегатів частинок, які сформовані під час редиспергування порошків. Тому для середовищ, які мають найкращу редиспергувальну здатність, але не забезпечують високої агрегативної стабільності, спостерігають чітку залежність розмірів агрегатів частинок від вмісту твердої фази в суспензіях, а саме: для порошку (СuOH)2CO3 у воді та для MnCO3, (NiOH)2CO3 і СoCO3 у 1,4-діоксані.

  • Встановлено, що вплив усіх ПАР (TRITON X-100, ATLAS G-3300 та HYAMINE 1622) на редиспергувальну здатність середовища в обох послідовних процесах редиспергування залежить від дисперсності порошків (розмірів пор, які існують у них). Сукупний вплив ПАР на ступінь редиспергування грубодисперсних порошків (CuOH)2CO3 та MnCO3 є суттєвішим порівняно з тонкодисперсними порошками (NiOH)2CO3 та CoCO3. Показано, що адсорбція ПАР на дисперсних частинках може сприяти стабілізації суспензій та збереженню досягнутого ступеня редиспергування за високих концентрацій іоногенних ПАР ATLAS G-3300 та HYAMINE 1622 для порошків (CuOH)2CO3, (NiOH)2CO3 та CoCO3, викликати флокуляцію суспензій та понижувати ступінь редиспергування частинок порівняно з водою за низьких концентрацій іоногенних ПАР ATLAS G-3300 та HYAMINE 1622 для порошків (NiOH)2CO3 та CoCO3 та для ATLAS G-3300 та TRITON X-100 для порошку MnCO3.

  • На основі фізичних модельних досліджень просторової структури одиночних сферичних частинок однакового розміру вперше встановлено, що в околі вибраної частинки перебувають в середньому 10,80,6 частинок, з них 5,90,3 мають безпосередній контакт, а 4,90,3 розділені прошарком повітря товщиною біля однієї десятої радіуса частинок, а кількість первинних частинок в агрегатах зі зменшенням їхніх розмірів значно зростає і ефективний радіус агрегатів, теоретично розрахований із сумарного об'єму частинок, які входять в агрегати, коливається в межах від 3 до 7,5 мкм.

  • Знайдено, що просторові структури, сформовані з частинок порошків досліджуваних карбонатів, є неоднорідними і середня щільність укладки частинок зумовлена первинною щільністю укладки частинок у неповністю зруйнованих агрегатах (ядрах), які формуються під час редиспергування порошків у рідинах, та вторинною щільністю укладки цих ядер під час формування осадів. Показано, що збільшення ступеня дисперсності частинок сприяє формуванню менш щільних та більш неоднорідних просторових структур. Встановлено, що приготування суміші порошків карбонатів для твердофазного синтезу сполуки Cu0,1Ni0,8Co0,2Mn1,9O4 в ізопропіловому спирті сприяє утворенню одноріднішої та щільнішої просторової структури,