СИНТЕЗ АЛЮМОФОСФАТНОЙ СВЯЗКИ: ВЛИЯНИЕ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ

  • Natalya V. Filatova Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Nadezhda F. Kosenko Ивановский государственный химико-технологический университет http://orcid.org/0000-0001-8806-7530
  • Artyom S. Artyushin Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Ksenia S. Sadkova Ивановский государственный химико-технологический университет
DOI: https://doi.org/10.6060/ivkkt.20246709.7108
Ключевые слова: фосфатные связующие, алюмофосфатная связка, дигидрофосфат алюминия, реакционная способность гидроксида алюминия, гиббсит, байерит, бемит, однородность связки, отношение P/Al

Аннотация

Широкое промышленное применение растворов кислого фосфата алюминия как связующих для изготовления огнеупоров и других композиционных материалов зачастую ограничено их низкой стабильностью при хранении, особенно при молярном отношении Р2О5 /Al2O3 (P/Al) менее 3,0. Важнейшим фактором устойчивости фосфатных связок является степень их однородности, достигаемой в процессе синтеза. Внимание к степени прозрачности связок обусловлено тем, что взвешенные частицы твердой фазы, не полностью растворившиеся в фосфорной кислоте, представляют собой зародыши для последующей спонтанной поликонденсации, а, следовательно, к нерегулируемому затвердеванию дисперсии при хранении. Нежелательным результатом такого процесса является значительное сокращение срока живучести связок. С помощью нефелометрического анализа показано, что при фиксированной длительности синтеза максимальную однородность имели связки, полученные при растворении гидроксида алюминия в виде гиббсита Al(OH)3 после обработки при 200-250 °С (Г200, Г250) и гидроксида алюминия в форме байерита в ортофосфорной кислоте (ОФК). Методом ИК-спектрального анализа показано, что составы жидкой фазы и осадка, выделенных из алюмофосфатной связки, различались независимо от температуры термообработки гиббсита, а значит, фильтрация способна нарушить заданное молярное соотношение P/Al. Следовательно, в ходе синтеза связки целесообразно добиваться максимально полного растворения вещества, вводящего Al2O3, в том числе и за счет повышения реакционной способности последнего. Сравнительно быстрое растворение гиббсита, термообработанного при 200 и 250 °С (Г200, Г250), а также байерита в ортофосфорной кислоте могло свидетельствовать об их повышенной химической активности.

Для цитирования:

Филатова Н.В., Косенко Н.Ф., Артюшин А.С., Садкова К.С. Синтез алюмофосфатной связки: влияние реакционной способности гидроксида алюминия. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 9. С. 126-133. DOI: 10.6060/ivkkt.20246709.7108.

Литература

Wang M., Liu J., Du H., Hou F., Guo A., Zhao Y., Zhang J. // J. Alloy. Compd. 2014. V. 617. P. 219–221. DOI: 10.1016/j.jallcom.2014.08.043.

Ma C., Chen H., Wang C., Zhang J., Qi H., Zhou L. // Materials. 2017. V. 10. 1266. DOI: 10.3390/ma10111266.

Hahn D., Masoudi Alavi A., Quirmbach P. // Mater. Chem. Phys. 2021. V. 267. 124663. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.124663.

Wang J., Wu M., Miao X., Wang Y., Bian D., Zhao Y. // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2023. V. 658. 130765. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2022.130765.

Luz A.P., Gomes D.T., Pandolfelli V.C. // Ceram. Int. 2015. V. 41. N 7. P. 9041-9050. DOI: 10.1016/j.ceramint.2015.03.276.

Filatova N.V., Kosenko N.F., Maloivan M.S., Zonina I.I. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 9. P. 77-82. DOI: 10.6060/ivkkt.20236609.6816.

Lopes S.J.S., Luz A.P., Gomes D.T., Pandolfelli V.C. // Ceram. Int. 2017. V. 43. N 8. P. 6239-6249. DOI: 10.1016/j.ceramint.2017.02.023.

Mu Y., Li W., Chen J., Liu H., Wang C., Zhou X., Jiang S., Wang L., He X., Li M., He F. // Ceram. Int. 2024. V. 50. N 11. Part A. P. 18718-18728. DOI: 10.1016/j.ceramint.2024.02.360.

Tricot G., Hu H., Beaussart A., Fernandes I., Perrot C. // Materials. 2022. V. 15. 2337. DOI: 10.3390/ma15062337.

Wang M., Zhang J., Wei T., Zhou Q., Li Z. // Int. J. Adhes. Adhes. 2020. V. 100. 102627. DOI: 10.1016/j.ijadhadh. 2020.102627.

Wang Q., Jia D., Duan W., Ma S., Yang H., He P., ZhouY. // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2024. V. 683. 132968. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2023.132968.

Cao X., Zhao K., Wang L., Wang T., Wu Y., Tang X., Bai J., Zhang C., Liu L., Cao W., Zhang G. // Ceram. Int. 2024. V. 50. N 13. DOI: 10.1016/j.ceramint.2024.04.097.

Li Y., Chen L., Hong L., Ran K., Zhan Y, Chen Q. // J. Alloys Compd. 2019. V. 785. P. 838–845. DOI: 10.1016/j.jallcom.2019.01.114.

Khamkongkaeo A., Bootchanont A., Klysubun W., Amonpattaratkit P., Boonchuduang T., Tuchinda N., Phetrattanarangsi T., Nuntawong N., Kuimalee S., Lohwongwatana B. // Ceram. Int. 2019. V. 45. P. 1356–1362. DOI: 10.1016/ j.ceramint.2018.07.253.

Xu X., Zhang J., Jiang P., Liu D., Jia X., Wang X., Zhou F. // Ceram. Int. 2022. V. 48. P. 864–871. DOI: 10.1016/ j.ceramint.2021.09.168.

Jiao C., Hou C., Zhang M., Chao N., Gao Y., Li Y. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2021. V. 329. P. 475–484. DOI: 10.1007/s10967-021-07801-0.

Zulkifly K., Cheng-Yong H., Yun-Ming L., Bayuaji R., Abdullah M.M.A.B., Ahmad S.B., Stachowiak T., Szmid-la J., Gondro J., Jez B., Khalid M.S.B., Garus S., Shee-Ween O., Wanen O., Hui-Teng N. // Materials. 2021. V. 14. 1973. DOI: 10.3390/ma14081973.

Idamayanti D., Nurhakim I.L., Bandanadjaja B., Purwadi W., Lilansa N. // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019. V. 541. DOI: 10.1088/1757-899X/541/1/012027.

Leng G., Duan S., Liu X., Lin F., Yang Y., Min X., Mi R., Wu X., Liu Y., Fang M., Huang Z. // J. En. Storage. 2022. V. 55. Pt. D. 105815. DOI: 10.1016/j.est.2022.105815.

Jia Y., Wan H., Chen L., Zhou H., Chen J. // Surf. Coat. Technol. 2017. V. 315. P. 490-497. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2017.03.013.

Wang M., Li K., Lu R., Feng Z., Wei T., Zhou Q., Zhai W. // Ceram. Int. 2021. V. 47. N 23. P. 32988-33001. DOI: 10.1016/j.ceramint.2021.08.199.

Wu Z., Chen T., Aladejana J.T., Zhang Z., LiangS., Xiao Y., Lin J., Wang X.(A.), Xie Y. // RSC Adv. 2021. V. 11. 34416. DOI: 10.1039/d1ra05552f.

Gou Y., Xie Y., Shen S., Xing H., Jin P., Li H., Chao X., Hu D. // Int. J. Adhes. Adhes. 2024. V. 132. 103685. DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2024.103685.

Djobo J.N., Nkwaju R. // RSC Adv. 2021. V. 11. 32258. DOI: 10.1039/d1ra05433c.

Wang Q., Jia D., Duan W., Yang H., Ma S., He P., Colombo P., Zhou Y. // J. Alloys Compd. 2023. V. 966. 171487. DOI: 10.1016/j.jallcom.2023.171487.

Tricot G., Coillot D., Creton E., Montagne L. // J. Europ. Ceram. Soc. 2008. V. 28. N 6. P. 1135-1141. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2007.09.046.

Li Y., Chen G., Zhu S., Li H., Ma Z., Liu Y., Liu L. // Bull. Mater. Sci. 2019. V. 42. 200. DOI: 10.1007/s12034-019-1912-3.

Wei H., Wang T., Zhang Q., Jiang Y., Mo C. // J. Chin. Chem. Soc. 2020. V. 67. P. 116–124. DOI: 10.1002/jccs. 201900008.

Rousseau G., Montagne L., Méar F.O. // J. Europ. Ceram. Soc. 2021. V. 41. N 9. P. 4970-4976. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2021.03.023.

Bemmer V., Bowker M., Carter J.H., Davies P.R., Ed-wards L.E., Harris K.D.M., Hughes C.E., Robinson F., Morgan D.J., Thomas M.G. // RSC Adv. 2020. V. 10. 8444.

Mocciaro A., Conconi M.S., Rendtorff N.M., Scian A.N. // J. Therm. Anal. Calorim. 2021. V. 144. P. 1083–1093. DOI: 10.1007/s10973-020-10488-2.

Filatova N.V., Kosenko N.F., Artyushin A.S. // J. Sib. Fed. Univ. Chem. 2021. V. 14. N 4. P. 527–538. DOI: 10.17516/ 1998-2836-0260.

Jiao W.Q., Yue M.B., Wang Y.M., He M.-Y. // Micropor. Mesopor. Mater. 2012. V. 147. N 1. P. 167–177. DOI: 10.1016/j.micromeso.2011.06.012.

Filatova N.V., Kosenko N.F., Denisova O.P., Sadkova K.S. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 8. P. 85-93. DOI: 10.6060/ivkkt.20226508.6656.

Djobo J.N., Stephan D. // J. Am. Ceram. Soc. 2022. N 105. P. 3226–3237. DOI: 10.1111/jace.18333.

Mathivet V., Jouin J., Parlier M., Rossignol S. // Mater. Chem. Phys. 2021. V. 258. 123867. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2020.123867.

Опубликован
2024-07-02
Как цитировать
Filatova, N. V., Kosenko, N. F., Artyushin, A. S., & Sadkova, K. S. (2024). СИНТЕЗ АЛЮМОФОСФАТНОЙ СВЯЗКИ: ВЛИЯНИЕ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 67(9), 126-133. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20246709.7108
Выпуск
Том 67 № 9 (2024)
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)