СИНТЕЗ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОРИСТЫХ БИНАРНЫХ ОКСИДОВ ZrO2 – SiO2, СИНТЕЗИРОВАННЫХ НА ОСНОВЕ ХЛОРОКИСИ ЦИРКОНИЯ (IV) И ТЕТРАБУТОКСИЦИРКОНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ МАТРИЦЫ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

  • Андрей (Andrej) Борисович (Borisovich) Шишмаков (Shishmakov) Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения РАН, ул. С. Ковалевской, 22, Екатеринбург, 620990
  • Ольга (Ol'ga) Васильевна (Vasil'evna) Корякова (Korjakova) Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения РАН, ул. С. Ковалевской, 22, Екатеринбург, 620990
  • Юлия (Julija) Владимировна (Vladimirovna) Микушина (Mikushina) Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения РАН, ул. С. Ковалевской, 22, Екатеринбург, 620990
  • Лев (Lev) Алексеевич (Alekseevich) Петров (Petrov) Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения РАН, ул. С. Ковалевской, 22, Екатеринбург, 620990
Ключевые слова: Диоксид циркония, диоксид кремния, целлюлоза, синтез, пропитка, гидролиз

Аннотация

Разработана методика синтеза пористых бинарных ксерогелей ZrO2 – SiO2 с использованием в качестве прекурсоров циркония хлорокиси (IV), тетрабутоксициркония и тетраэтоксисилана. Гидролиз прекурсоров осуществляется в эксикаторе в атмосфере NH3 + H2O в стационарных условиях в отсутствие органических растворителей. Методика синтеза бинарного материала на основе циркония хлорокиси (IV) включает следующие стадии: пропитку пластин целлюлозы водными растворами циркония хлорокиси (IV); гидролиз соли в атмосфере NH3 + H2O с последующей сушкой целлюлозно-оксидного композита; пропитку композита тетраэтоксисиланом; гидролиз тетраэтоксисилана и стадию выжигания целлюлозной составляющей. В том случае, когда в качестве прекурсора выступает тетрабутоксицирконий, пропитку целлюлозы осуществляют предварительно приготовленными смесями тетрабутоксициркония и тетраэтоксисилана. Разработанная методика позволяет получать ксерогели ZrO2 – SiO2 с содержанием ZrO2 до 50 масс. %. Исследовано влияние прекурсоров ZrO2 на пористость и величину удельной поверхности бинарного материала. Определены условия, обеспечивающие в ксерогелях ZrO2 – SiO2 формирование группировок Zr–O–Si.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Андрей (Andrej) Борисович (Borisovich) Шишмаков (Shishmakov), Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения РАН, ул. С. Ковалевской, 22, Екатеринбург, 620990

научный сотрудник, кандидат технических наук

Ольга (Ol'ga) Васильевна (Vasil'evna) Корякова (Korjakova), Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения РАН, ул. С. Ковалевской, 22, Екатеринбург, 620990

научный сотрудник, кандидат химических наук

Юлия (Julija) Владимировна (Vladimirovna) Микушина (Mikushina), Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения РАН, ул. С. Ковалевской, 22, Екатеринбург, 620990
младший научный сотрудник
Лев (Lev) Алексеевич (Alekseevich) Петров (Petrov), Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения РАН, ул. С. Ковалевской, 22, Екатеринбург, 620990

ведущий научный сотрудник, доктор химических наук

Литература

El-Naggar I.M., Mowafy E.A., El-Aryan Y.F., Abd El-Wahed M.F. Sorption mechanism for Cs+, Co2+ and Eu3+ on amorphous zirconium silicate as cation exchanger // Solid State Ionics. 2007. Vol. 178, N11–12. Pp. 741–747.

Zhuang Q., Miller J.M. ZrO2/SiO2 mixed oxides as catalysts for alcohol dehydration // Applied Catalysis A: General. 2001. Vol. 209, N1-2. Pp. 1–6.

Комаров В.С. Научные основы синтеза абсорбентов. Минск, 2013. 182 с.

Грязнов Р.В. Технология и свойства тонкопленочных материалов ZrO2-SiO2 : автореф. дис. … канд. техн. наук. Томск, 2003. 21 с.

Crisan M., Gartner M., Predoana L., Scurtu R., Zaharescu M., Gaurila R. Sol-gel ZrO2-SiO2 coatings for optical appli-cation // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 2004. Vol. 32, N1–3. Pp. 167–172.

Shalliker R.A., Rizk M., Stocksiek C., Sweeney A.P. Retention behavior of basica solutes on zirconia-silica composite stationary phase supports in normal phase liquid chromatography // Journal of Liquid Chromatography and Related Technologies. 2002. Vol. 25, N4. Pp. 561–572.

Dun H., Zhang W., Wei Y., Xiuqing S., Li Y., Chen L. Layer-by-layer self-assembly of multilayer zirconia nanoparti-cles on silica spheres for HPLS packings // Analytical Chemistry. 2004. Vol. 76, N17. Pp. 5016–5023.

Rubio F., Rubio J., Oteo J.L. Analysis by DSC of the drying and sintering processes of alkoxide-derived SiO2–ZrO2 gels // Thermochimica Acta. 1998. Vol. 320, N1–2. Pp. 231–238.

Takahashi R., Nakanishi K., Soda N. Morphology control of macroporous zirconia-silica gel based on phase separation // Journal of the ceramic Society of Japan. 1998. Vol. 106, N1236. Pp. 772–777.

Kytokivi A., Lakomaa E.-L., Root A. Osterholm H., Jacobs J.-P., Brongersma H.H. Sequential saturating reactions of ZrCl4 and H2O vapors in the modification of silica and alumina with ZrO2 // Langmuir. 1997. Vol. 13, N10. Pp. 2717–2725.

Gomez R., Lopez T., Tzompantzi T., Carciafigueroa T., Acosta D. W., Novaro O. Zirconia/silica sol-gel catalysts: effect of surface heterogeneity on the selectivity 2-propanol decomposition // Langmuir. 1997. Vol. 13, N5. Pp. 970–973.

Альмяшева О. В. Гидротермальный синтез, структура и свойства нанокристаллов и нанокомпозитов на основе системы ZrO2–Al2O3–SiO2 : дис. ... канд. хим. наук. СПб., 2007. 263 c.

Витер В.Н. Золь-гель синтез мезопористых смешанных оксидов ZrO2-SiO2 // Журнал прикладной химии. 2010. Т. 83, №2. С. 198–202.

Шишмаков А.Б., Микушина Ю.В., Корякова О.В., Валова М.С., Агеев М.А., Петров Л.А. Карбонизация по-рошковой целлюлозы, модифицированной диоксидами кремния и циркония // Химия растительного сырья. 2009. №1. C. 49–52.

Шишмаков А.Б., Еранкин С.В., Микушина Ю.В., Корякова О.В, Валова М.С., Петров Л.А. Активный уголь и углерод-оксидные композиционные материалы на основе порошковой целлюлозы // Журнал прикладной химии. 2010. T. 83, №2. C. 308–312.

Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. М., 1963. 590 c.

Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. М., 1966. 410 с.

Еремяшев В.Е. Поведение воды в модельных и природных алюмосиликатных стеклах по данным исследования методами колебательной спектроскопии : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Челябинск, 2007. 47 с.

Эмралиева С.А. Ультрадисперсные пуццолановые добавки для гидроизоляционных растворов : автореф. дис. … докт. хим. наук. Челябинск, 2009. 22 с.

Горбань О.А., Кулик Ю.О., Кононенко Е.Г., Константинова Т.Е. Влияние основности осадителя на характери-стики наночастиц гидрооксида циркония // Научные труды Донецкого национального технического университе-та. Сер. : Химия и химическая технология. 2008. №134 (10). С. 70–76.

Давыдов А.А. ИК-спектроскопия в химии поверхности окислов. Новосибирск, 1984. 245 с.

Шишмаков А.Б., Микушина Ю.В., Корякова О.В., Валова М.С., Петров Л.А. Синтез дисперсных диоксидов кремния, титана и циркония пиролизом целлюлозно-неорганических композитов // Журнал прикладной химии. 2012. T. 85, №10. C. 1577–1581.

Шишмаков А.Б., Микушина Ю.В., Валова М.С., Корякова О.В, Петров Л.А., Минакова А.Р. Синтез бинарных ксерогелей ZrO2/SiO2 и TiO2/SiO2 с использованием в качестве кремнеземной матрицы делигнифицированной рисовой шелухи // Химия растительного сырья. 2011. №3. C. 69–74.

Шишмаков А.Б., Корякова О.В., Селезнев А.С., Петров Л.А., Мелкозеров С.А. Синтез бинарных композитов TiO2–SiO2 с использованием в качестве подложки целлюлозы // Журнал неорганической химии. 2013. T. 58, №10. C. 1298–1304.

Шишмаков А.Б., Корякова О.В., Микушина Ю.В., Антонов Д.О., Петров Л.А. Синтез сферических гранул TiO2–SiO2 совместным гидролизом тетрабутоксититана и тетраэтоксисилана с использованием в качестве мат-рицы полимерного катионита КУ-23 // Журнал прикладной химии. 2014. Т. 87, №9. С. 1233–1238.

Шишмаков А.Б., Корякова О.В., Микушина Ю.В., Петров Л.А. Синтез пористых диоксидов циркония и титана гидролизом тетрабутоксициркония (тетрабутоксититана) атмосферной влагой в отсутствии кислотно-основных катализаторов с использованием в качестве матриц целлюлозы и активного угля // Журнал неорганической хи-мии. 2014. Т. 59, № 9. С. 1210–1217.

Шишмаков А.Б., Микушина Ю.В., Корякова О.В, Валова М.С., Петров Л.А., Мелкозеров С.А. Синтез бинар-ных ксерогелей TiO2-SiO2 гидролизом тетрабутоксититана и тетраэтоксисилана в водно-аммиачной и соляно-кислой атмосфере // Журнал неорганической химии. 2012. T. 57, №6. C. 857–863.

Шишмаков А.Б., Молочников Л.С., Антонов Д.О., Корякова О.В., Микушина Ю.В., Петров Л.А. Синтез ксе-рогелей TiO2-SiO2 и TiO2-SiO2-Cu (II) совместным гидролизом прекурсоров в отсутствии растворителя и кис-лотно-основных катализаторов // Журнал неорганической химии. 2014. Т. 59, №3. С. 297–304.

Опубликован
2015-05-05
Как цитировать
[1]
Шишмаков (Shishmakov)А. (Andrej) Б. (Borisovich), Корякова (Korjakova)О. (Ol’ga) В. (Vasil’evna), Микушина (Mikushina)Ю. (Julija) В. (Vladimirovna) и Петров (Petrov)Л. (Lev) А. (Alekseevich) 2015. СИНТЕЗ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОРИСТЫХ БИНАРНЫХ ОКСИДОВ ZrO2 – SiO2, СИНТЕЗИРОВАННЫХ НА ОСНОВЕ ХЛОРОКИСИ ЦИРКОНИЯ (IV) И ТЕТРАБУТОКСИЦИРКОНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ МАТРИЦЫ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ. Химия растительного сырья. 3 (май 2015), 151-159. DOI:https://doi.org/10.14258/jcprm.201503599.
Выпуск
Раздел
Применение