СПОСОБЫ  ПОЛУЧЕНИЯ  МОДИФИЦИРОВАННОГО  СИЛИКАГЕЛЯ

Левина  Мария  Владимировна

Исеноманова  Диана  Айткалеевна

Колесниченко  Алёна  Сергеевна

студенты  4  курса,  кафедра  химии  и  МПХ  ОГПУ,  РФ,  г.  Оренбург

E-mail: 

Фарус  Оксана  Анатольевна

научный  руководитель,  канд.  хим.  наук,  доцент  ОГПУ,  РФ,  г.  Оренбург

В  современной  науке  и  промышленности  особое  место  среди  сорбентов  отводится  силикагелю,  который  представляет  собой  высушенный  гель  кремниевой  кислоты.  Для  него  характерны:  химическая  инертность,  высокая  термостойкость  и  пористая  структура.  Все  эти  свойства  позволяют  использовать  его  для  производства  различных  сорбентов.  Но  недостатком  силикагелей  является  их  низкая  водостойкость,  которая  ограничивает  область  их  применения  [2].  Это  можно  устранить  путем  измельчения  фракций.  Однако,  и  водостойкие  силикагели  имеют  ряд  недостатков.  К  ним  относятся  низкая  прочность  гранул,  что  сказывается  на  качестве  готовой  продукции,  а  также  низкая  влагоёмкость.  Вследствие  этих  недостатков  представляется  актуальным  проведение  исследований  по  поиску  решений,  связанных  с  увеличением  прочности  гранул  водостойкого  силикагеля  и  увеличение  соответственно  их  сорбционных  свойств  [1,  3].

Все  вышеописанное  затрудняет  возможность  использования  гранул  силикагеля  в  полевых  условиях  в  качестве  основы  для  тест-систем.  Поэтому  проблема  получения  таблеток  на  силикагеля  является  актуальной.

В  литературе  описаны  способы  получения  таблеток  с  использованием  активированного  угля  [4].  При  добавлении  углеродного  компонента  в  тонкодисперсные  вещества,  можно  добиться  увеличения  его  прочности.  И  поэтому  эти  компоненты  могут  быть  полезными  для  модификации  ими  различных  сорбентов. 

Экспериментальная  часть.  Нами  было  проведено  исследование,  которое  предполагало  введение  в  силикагель  различных  компонентов,  с  целью  увеличения  плотности  гранул.  Поскольку  активированный  уголь  хороший  сорбент,  представляется  интересным  проведение  исследований  связанных  с  модификацией  и  последующим  изучением  свойств  получившегося  силикагеля,  модифицированного  активированным  углем.

Введение  модифицирующей  добавки  проводилось  путём  смешения  измельченного  активированного  угля  с  силикатом  натрия  в  отношении  2:10.  В  результате  получили  вязкую  однородную  массу,  которую  поместили  в  формы  и  раствор  соляной  кислоты.  После  10  часов  нами  были  получены  пористые  таблетки  черного  цвета,  устойчивые  к  внешним  механическим  воздействиям  (рис.  1,  а).  Аналогичный  опыт  был  проведен  с  силикатом  натрия  и  белым  активированным  углем. 

В  результате  были  получены  таблетки  более  правильной  формы  с  большей  механической  прочностью  и  белого  цвета  (рис.  1,  б). 

Рисунок  1  Вид  таблеток,  полученных  в  результате  модификации  силикагеля  черным  активированным  углем  (а)  и  белым  углем  (б).

Так  как  основным  компонентом  белого  активированного  угля  является  оксид  кремния  (IV)  нами  было  принято  решение  разработать  эффективную  методику  для  получения  таблеток  силикагеля  на  основе  силиката  натрия  и  порошка  оксида  кремния  (IV).  Были  проведены  предварительные  испытания,  в  ходе  которых  исходные  компоненты  были  смешаны  в  следующих  соотношениях  (табл.1).

Таблица  1.

Результаты  предварительных  испытаний

Из  полученных  данных  мы  видим,  что  наиболее  интересными  в  практическом  плане  являются  системы  в  пределах  соотношений  от  5:10  до  6:10  (табл.  2).

Таблица  2.

Оценка  влияния  соотношения  исходных  компонентов  на  форму  и  прочность  таблеток  на  основе  модифицированного  силикагеля

Обсуждение  результатов.  Было  исследовано  несколько  образцов  модифицированного  силикагеля  с  различным  содержанием  добавленного  оксида  кремния  (IV)  и  черного  активированного  угля.  Таблетки,  полученные  на  основе  силикагеля  и  угля,  в  практическом  плане  не  могут  быть  использованы  для  разработки  тест-систем,  так  как  имеют  черную  окраску  и  ее  изменение  будет  не  заметным. 

Наиболее  эффективным  является  использование  в  качестве  модификатора  оксида  кремния  (IV)  при  этом  прочные  таблетки  можно  получить  в  пределах  соотношения  компонентов  Na₂SiO₃:SiO₂  от  5,3:10  до  5,6:10.  Однако  эффективность  использования  полученных  образцов  определяется  их  сорбционной  способностью,  что  и  определяет  дальнейшую  возможность  развития  исследования.

Таким  образом,  данные,  которые  были  получены  в  ходе  работы,  позволяют  сделать  вывод  о  том,  что  модифицирование  сорбентов,  в  частности  силикагеля,  углеродными  и  кремниевыми  компонентами  позволяет  увеличить  прочность  гранул  конечного  продукта.

Список  литературы:

1.Крохин  О.В.,  Свинцова  Н.В.,  Обрезков  О.Н.,  Шпигун  О.А.  Модифицированный  силикагель  для  определения  анионов  одноколоночной  ионной  хроматографией  //  Журнал  аналитической  химии.  —  1997.  —  Т.  52,  —  №  11.  —  С.  1176—1180. 

2.Лисичкин  Г.В.  Химия  привитых  поверхностных  соединений.  М.:  Физматлит,  2003.  —  592  с.

3.Фоменко  О.Е.,  Рёсснер  Ф.  Модифицирование  силикатный  поверхностей  путем  силилирования  их  кремнийорганическими  соединениями  //Сорбционные  и  хроматографические  процессы.  —  2009.  —  Т.  9.  —  Вып.  5.  —  С.  633—642.

4.Эйдлин  А.Л.  Способ  получения  таблеток  силикагеля:  описание  изобретения  к  зависимому  авторскому  свидетельству.  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.findpatent.ru/patent/7/78372.html