Получение высокопористого каолина путем термической и кислотной активации

Авторы

  • А.К. Оспанова Казахский национальный университет им. Аль-Фараби, пр. аль-Фараби 71, Алматы, Казахстан
  • Ж.Б. Бекисанова Казахский национальный университет им. Аль-Фараби, пр. аль-Фараби 71, Алматы, Казахстан
  • Б. Балтабаева Казахский национальный университет им. Аль-Фараби, пр. аль-Фараби 71, Алматы, Казахстан
  • Д.Т. Рахматуллаева Казахский национальный университет им. Аль-Фараби, пр. аль-Фараби 71, Алматы, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc443

Ключевые слова:

каолин, термическая и кислотная активация, тетраэтоксилан, удельная поверхность.

Аннотация

Казахстанский каолин характеризуется высокой химической, термической и механической стабильностью, и является экологически безопасным и дешевым отечественным глинистым минералом. Однако удельная поверхность природного каолина не превышает 17-20 м2/г и поэтому целесообразно его модифицировать с целью улучшения поверхностных и адсорбционных характеристик. Разработан способ получения высокопористого носителя на основе Казахстанского каолина. Каолин предварительно подвергают кислотной активации 10% фосфорной кислотой при 90-100 оС и дальнейшей термической модификацией при 500 оС с целью увеличения удельной поверхности. Для получения высокопористого каолина был использован метод Штобера, который основан на гидролизе алкоксидов кремния в водно-спиртовой среде. Образцы каолина, после кислотной модификации, обрабатывали олигосиликатом при соотношении весовых частей модифицированный каолин:органический полимер:тетраэтоксилан, равном 1:1:3 до получения однородной массы с последующей термоактивацией при 550 оС. В качестве органического полимера для реакции гидролиза тетраэтоксилана использовали полиэтиленгликоль в 4000 г/моль. Удельная поверхность модифицированного каолина увеличивается практически с 13,453 до 616,831 м2/г. Полученный композитный материал может быть использован: как платформа для получения нанокатализаторов в химической технологии, как высокопористый сорбент для концентрирования, извлечения и обезвреживания ионов токсичных и радиоактивных металлов из промышленных сточных вод, и как носитель для лекарственных веществ в фармацевтической отрасли.

Библиографические ссылки

(1). Savic IM Stojiljkovic ST, Savic IM, Gajic D (2014) Clays Clay Miner. Geol. Orig. Mech. Prop. Ind. Appl. 1:379–402.

(2). Varga G (2007) Epa. – J. Silic. Based Compos. Mater. 59(1):6–9. https://doi.org/10.1016/S0958-2118(07)70217-3

(3). Awad ME, Galindo A, Setti M, El-Rahmany MM, Iborra CV (2017) Int. J. Pharm. Elsevier. 533(1):34–48. DOI:10.1016/j. ijpharm.2017.09.056

(4). Bergaya F, Beneke K, Berry RW, Lagaly G, Tankersley KB (2013) Developments in Clay Science 5:819-855. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-098258-8.00028-6

(5). Carretero MI (2002) Appl. Clay Sci. 21(3–4):155– 163. https://doi.org/10.1016/S0169-1317(01)00085-0

(6). Khoury HN (2019) Arab. J. Geosci. 12(23):706. https://doi.org/10.1007/s12517-019-4882-2

(7). Zaitseva LA, Erokhin SN, Donskikh VV, Ferapontov YuA, Putin SB (2016) A method of obtaining block-cellular filters-sorbents [Sposob polucheniya blochno-yacheistyh fil’trov-sorbentov] Patent of the Russian Federation No. 2664083.

(8). Carretero MI, Gomes CSF, Tateo F (2013) Handbook of Clay Science 5:711–764. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-098259-5.00025-1

(9). Annenkov VV, Pal’shin VA, Verkhozina ON, Larina LI, Danilovtseva EN (2015) Mater. Chem. Phys. Elsevier B.V. 165:227–234. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2015.09.022

(10). Sakipova ZB, Karaubaeva AA, Ibragimova LN, Orynbekova SO, Mukash AM (2016) A method of obtaining micronized powder of kaolinite clay for use in pharmacy, medicine, veterinary medicine and cosmetology [Sposob polucheniya mikronizirovannogo poroshka kaolinitovoj gliny dlya primeneniya v farmacii, medicine, veterinarii i kosmetologii] No.1787.

(11). Adekeye DK, Aremu OI, Fadunmade EO, Araromi AA, Odeniyi I, Adedotun IS, Ajenikoko MK (2020) Biomed. J. Sci. Tech. Res. 30(5):23714–23722.

(12). Hajjaji M, Arfaoui H (2009) Appl. Clay Sci. 46:418–421. https://doi.org/10.1016/j.clay.2009.09.010

(13). Tyagi B, Chudasama C, Jasra RV Spectrochim. Acta. A. Mol. Biomol. Spectrosc. 64(1):273–278. https://doi.org/10.1016/j.saa.2005.07.018

(14). Ibrahim SS, Selim AQ (2012) Physicochem. Probl. Miner. Process. 48(2):413 424.

(15). Zhao H, Zhou CH, Wu LM, Lou JY, Li N, Yang HM, Tong DS, Yu WH (2013) Appl. Clay Sci. 74:154– 162. https://doi.org/10.1016/j.clay.2012.09.011

(16). Bhattacharyya K, Gupta S (2007) J. Colloid Interface Sci. 310(2):411–424. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2007.01.080

(17). Tantawy MA, Alomari AA (2019) Orient. J. Chem. 35(3):1013–1021. https://doi.org/10.13005/ojc/350313

(18). Timofeeva MN, Panchenko VN, Volcho KP, Zakusin SV, Krupskaya VV, Gil A, Mikhalchenko OS, Vicente MA (2016) Journal Mol. Catal. A, Chem. Elsevier B.V. 414:160–166. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2016.01.010

(19). Xia Y, Li F, Jiang Y, Xia M, Xue B, Li Y (2014) Appl. Surf. Sci. Elsevier B.V. 303:290–296. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.02.169

(20). Wang S, Lee YN, Nam H, Nam H, Kim HK (2019) J. Environ. Chem. Eng. Elsevier B.V. 7(6):103481. https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.103481

(21). Masalov VM, Sukhinina NS, Emelchenko GA (2011) Physics of Solids [Fizika Tverdogo Tela] 53(6):1072.

(22). Ospanova AK, Kubasheva ZhB, Savdenbekova,BE, Baltabaeva BK (2021) A method of obtaining a highly porous carrier based on kaolin [Sposob polucheniya vysokoporistogo nositelya na osnove kaolina] Patent of the Kazakhstan No.5837.

(23). Srasra E, Bergaya F, Fripiat JJ (1994) Clays Clay Miner. 42(3):237–241. https://doi.org/10.1346/CCMN.1994.0420301

(24). Madejová J, Janek M, Komadel P, Herbert H-J, Moog HC (2002) Appl. Clay Sci. Elsevier. 20(6):255–271. https://doi.org/10.1016/S0169-1317(01)00067-9

(25). Keller WD, Pickett (1977) Earth-Science Rev. Elsevier. 13(2):197–199. https://doi.org/10.1016/0012-8252(77)90028-9

Загрузки

Опубликован

12-10-2021

Как цитировать

Оспанова, А., Бекисанова, Ж., Балтабаева, Б., & Рахматуллаева, Д. (2021). Получение высокопористого каолина путем термической и кислотной активации. Горение и плазмохимия, 19(3), 199–207. https://doi.org/10.18321/cpc443