СИНТЕЗ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОРИСТЫХ БИНАРНЫХ ОКСИДОВ ZrO2 – SiO2, СИНТЕЗИРОВАННЫХ НА ОСНОВЕ ХЛОРОКИСИ ЦИРКОНИЯ (IV) И ТЕТРАБУТОКСИЦИРКОНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ МАТРИЦЫ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
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
Metrics
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.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.
