Разработка методов синтеза функциональных материалов на основе титана, ниобия и тантала в водных средах (07.02.2012)

Автор: Иваненко Владимир Иванович

HR + Na+ ( NaR +H+ 20 -3.14 16.96 -2.10

30 -3.04

60 -2.77

HR + K+ ( KR + H+ 20 -2.20 30.15 61.00

30 -2.00

60 -1.54

HR + Rb+ ( RbR+H+ 20 -2.02 36.40 86.05

30 -1.83

60 -1.21

HR + Cs+ ( CsR +H+ 20 -1.60 41.50 111.10

30 -1.33

60 -0.70

HR+1/2Mg2+ ( H++1/2MgR2 20 -3.60 7.39 -43.60

30 -3.56

60 -3.44

HR+1/2Ca2+ ( H++1/2CaR2 20 -3.12 21.67 14.92

30 -2.99

60 -2.65

HR+1/2Sr2+ ( H++1/2SrR2 20 -2.60 26.26 40.16

30 -2.47

60 -2.00

HR+ 1/2 Ba2+ ( H+ + 1/2BaR2 20 -2.20 29.13 57.37

30 -2.01

60 -1.57

Дегидратация сорбентов приводит к снижению величины статической обменной емкости и увеличению константы катионного замещения, а уменьшение в них мольного соотношения фосфора к титану снижает селективность сорбции катионов металлов.

Модифицированные сорбенты по сравнению с немодифицированными оксогидроксофосфатными сорбентами титана обладают повышенными значе-ниями константы обмена при сохранении величины статической обменной емкости, близкой к теоретической (табл. 5). При этом сродство катионов металлов к сорбентам увеличивается в ряду: немодифицированный сорбент ( модифицированный железом(III) сорбент ( модифицированный цирконием(IV) сорбент ( модифицированный ниобием(V) сорбент. Модифицирование катио-нами переходных металлов титанофосфатных сорбентов расширяет возмож-ность их использования в области более низких значений рН раствора, в частности, при сорбции гидролизующихся катионов металлов из растворов с высокими концентрациями электролитов, уменьшающих степень гидратации сорбционного материала.

Таблица 5 - Изменение отношения СОЕэксп./СОЕтеор. и lgKобм. от степени гидратации (n) сорбентов в хлоридных растворах

Состав сорбента -lgKобм. СОЕэксп./СОЕтеор.

Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+

TiOHPO4(3.17H2O 2.62 2.74 2.85 - (1

TiOHPO4(1.93H2O 2.16 2.31 2.42 - 0.68-0.72

Zr0.1(TiO)(OH)0.4(HPO4)(1.76H2O 1.73 1.80 1.93 1.55 (1

Zr0.1(TiO)(OH)0.4(HPO4)( 1.48H2O 1.57 1.68 1.82 1.42 0.80-0.82

Zr0.1(TiO)(OH)0.4(HPO4)(1.05H2O 1.39 1.44 1.64 1.27 0.59-0.63

(Nb0.1Ti)O1.2(OH)0.1(HPO4)(2.30H2O 1.13 1.21 1.28 1.03 0.97

Nb0.1Ti)O1.2(OH)0.1(HPO4)(1.86H2O 0.98 1.05 1.14 0.88 0.94

Nb0.1Ti)O1.2(OH)0.1(HPO4)(1.48H2O 0.83 0.92 0.99 0.77 0.89

Селективность сорбции редкоземельных элементов в нитратных растворах определяется степенью гидратации иона металла и увеличивается в ряду: Y3+( Gd3+( Eu3+( Sm3+( Nd3+( Ce3+. Сродство катионов d-металлов к сорбентам в хлоридных растворах убывает в ряду Cu2+(Fe2+(Co2+(Ni2+, а в сульфатных и нитратных – в ряду Cu2+(Ni2+(Fe2+(Co2+. Изначально аморфные иониты с однородными функциональными группами по мере насыщения катионами сорбируемых d-металлов приобретают заметную степень кристалличности. Изучены условия кристаллизации оксофосфатов титана(IV), полученных после замещения ионов водорода катионами металлов.

На основе исследования катионного замещения в гидратированных оксо-гидрофосфатах титана и их кристаллизации разработан способ синтеза соединений группы KTP.

Таблица 6 - Состав двойных ортофосфатов титанила и щелочного металла (M – Li, Na, K, Rb, Cs)


загрузка...