ТЕРМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СМЕСИ НА ОСНОВЕ МЕТАКАОЛИНА ДЛЯ СИНТЕЗА ЦЕОЛИТА LTA: ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ
Аннотация
Исследовано влияние ультразвуковой обработки на кинетику твердофазного взаимодействия метакаолина и гидроксида натрия. Согласно данным рентгенофазового анализа для образца без предварительной обработки до достижения 500°Сна рентгенограмме наблюдаютсяисключительно рефлексы отвечающие цеолиту LTA. При увеличении температуры до 700°С отмечается появление новой фазы –алюмосиликата натрия (Na6Al4Si4O17).При достижении температуры 800°Спомимо рефлексов цеолита на дифрактограмме обнаружены характеристические рефлексы алюмосиликата натрия (Na8Al4Si4O18)и нефелина, полученные в результате рекристализации части цеолита. Также процесс сопровождаетсяразложениемметакаолина в оксид кремния и муллит. При достижении 900°С рефлексов отвечающих цеолиту обнаружено не был.Опираясь на данные рентгенофазового анализа, было установлено, что ультразвуковая обработка не оказывает влияния на фазовый состав образцов. На основании этих данных был определен температурный диапазон(500-800°С), в котором происходит рекристализация цеолита в алюмосиликаты. По данным термического анализа, опираясь на данные потерь массы в конкретном интервале, были установленыточные температурные диапазоны для каждой скорости нагрева образцов без предварительной обработки и образца после ультразвуковой обработки. В качестве метода изоконверсионного анализа был выбран метод Озава-Флинн-Уолла. Было установлено, что после ультразвуковой обработки кажущаяся энергия активации монотонна возрастает во всем диапазоне степеней превращения, что позволяет сгладить изменение переходного режима (до 200 кДж/моль) на кинетический. Без ультразвуковой обработки при достижении степени превращения 0,5-0,6 кажущаяся энергия активации выходит приблизительно на один уровень (350 кДж/моль).После ультразвуковой обработки кажущаяся энергия активации возрастаетс 350 до 450 кДж/моль при достижении степени превращения выше 0,9.
Литература
Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита. М. Мир. 1976. 781 с.
Химия цеолитов и катализ на цеолитах. Подред. РабоДж.М. Мир, 1980. Т.1. 506 с.Т.2. 422 с.
Davis M.E. Strategies for zeolite synthesis by design. Studies Surf SciCatal. 1995. N. 97. P.35–43.
Reed T.B., Breck D.W. Crystalline Zeolites. II. Crystal Structure of Synthetic Zeolite, Type A. Am Chem Soc.1956. V. 78 N 23 P. 5972–5977.
Askari S., AlipourSh.M., Halladj R., Farahani M.H.D.A. Effects of ultrasound on the synthesis of zeolites: a review. Porous Mater. 2013. V. 20 N 1. P. 285–302.
Гордина Н.Е., Прокофьев В.Ю., Хмылова О.Е., Солонинкина С.Г., Кульпина Ю.Н. Синтез гранулированных низкомодульных цеолитов из метакаолина с использованием ультразвуковой обработки. Изв. Вузов. Химияихим. технология. 2016. Т. 59. Вып. 11. С. 70–76.
Гордина Н.Е., Прокофьев В.Ю., Кульпина Ю.Н., Петухова Н.В., Газахова С.И., Хмылова О.Е. Использование ультразвуковой обработки на ранних стадиях синтеза цеолита LTA из метакаолина. Стекло и керамика. 2016. N 9. С. 23–27.
Radulovic A., Dondur V., Vulic P., Miladinovic Z., Ciric-Marjanovic G., Dimitrijevic R. Routes of synthesis of nepheline-type polymorphs: An influence of Na-LTA bulk composition on its thermal trnsformations. Phys. Chem. Solids. 2013. N 74. P. 1212-1220.
Post E., Blumm J., Hagemann L., Henderson, J. B. TA for Ceramic Materials. Germany. München. NETZSCH-Gerätebau GmbH. 2001.
Ozawa T. A new method of analyzing thermogravimetric data. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1965.V. 38. P. 1881–1886.
Flynn J. H., Wall L. A. A Quick, Direct Method For The Determination Of Activation Energy From Thermogravimetric Data. Polymer Sci. B: Polymer Lett. 1966. N.4. P. 323–328.
Doyle C.D. Kinetic analysis of thermogravimetric data. Appl. Polymer Sci. 1961. N. 5. P.285–292.
Браун М., Доллимор Д., Галвей А. Реакции твердых тел. М.: Мир. 1983. 360 с.
