Табиғи және белсендірілген цеолиттің физико-химиялық қасиеттерін зерттеу
КІРІСПЕ 8
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 10
1.1 Цеолиттердің құрамы мен құрылысын зерттеу және ауыл шаруашылығында,өндірісте, катализде қолданылуы 10
1.2 Цеолиттерді сорбент ретінде қолдану 17
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ 22
2.1 Модификацияланған табиғи сорбенттердің құрылымын зерттеу әдістері 22
2.2 Потенциометрлік титрлеу әдісі арқылы сорбенттердің қышқылдық.негіздік сипатамаларын зерттеу 22
3 НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ТАЛДАУЛАР 24
3.1 Табиғи және активтелген цеолиттердің физика.химиялық
қасиеттерін зерттеу 24
3.2 Табиғи цеолиттің ионалмасу қасиеттерін зерттеу 39
ҚОРЫТЫНДЫ 43
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 44
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 10
1.1 Цеолиттердің құрамы мен құрылысын зерттеу және ауыл шаруашылығында,өндірісте, катализде қолданылуы 10
1.2 Цеолиттерді сорбент ретінде қолдану 17
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ 22
2.1 Модификацияланған табиғи сорбенттердің құрылымын зерттеу әдістері 22
2.2 Потенциометрлік титрлеу әдісі арқылы сорбенттердің қышқылдық.негіздік сипатамаларын зерттеу 22
3 НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ТАЛДАУЛАР 24
3.1 Табиғи және активтелген цеолиттердің физика.химиялық
қасиеттерін зерттеу 24
3.2 Табиғи цеолиттің ионалмасу қасиеттерін зерттеу 39
ҚОРЫТЫНДЫ 43
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 44
Цеолиттің ашылуы – бейорганикалық материалдардың жаңа классы –ғылыми зерттеулердің кең ауқымында дамуына және осы қосылыстардың түрлі өндіріс салаларында қолданылуына алып келді. Өткен ғасырдың 20-30 жылдардың өзінде–ақ рентгенқұрылымды зерттеулердің нәтижесінде дегидратталған цеолиттірдің түрлі заттардың молекулаларын жұтуы кристалдық қанқаның микрокеуекті құрылымына байланысты екендігін дәлелдеді.
Қасиеттері мен мүмкіндіктері ғылымның түрлі облыстарында зерттелуде: бейорганикалық, органикалық, физикалық және коллоидтық химияда, биохимияда, минералогияда, геологияда, беттік химияда, катализде және т.б.
Цеолиттердің түрлі қолдану аймағының ішінен қалыпты парафиндік көмірсутектерді тазартуды, көмірсутектердің каталитикалық реакцияларын, радиоактивті изотоптарын шығару, катализаторлар үшін тасмалдағыштарды алу, ферментердің бөлінуі, атмосфераны ластайтын қоспаларды жоюды мысал ретінде айтуға жеткілікті. Зерттеушілердің алюмосиликаттарға қызығушылықтарын танытуы олардың ерекше қасиеттерге ие болуы: жоғары адсорбциялық қасиетке ие, каталитикалық іс-әркеттерге, термотұрақты және түрлі химиялық ортада тұрақты. Салыстырмалы қарапайымдылығы олардың өз құнының төмендігі жалпы қолдануға қол жетімділігін көрсетеді. Табиғи және синтетикалық цеолиттердің қасиетін белсенді зерттеу өткен ғасырдың 60-70 жылдарында жүргізілген.
Табиғи цеолиттер Қазақстан мен ТМД да кең тараған және түрлі мақсатта қолданылатын минералды шикізаттың жаңа түрі болып саналады. Олардың қай облыста қолданылуы цеолитті шикізаттың минералды-технологиялық типімен анықталады және сонымен қатар, модификациялау арқылы қосымша құнды қасиеттер алады. Цеолитті туфтарды дайындау әдістерін, терең байытуды, түйіршіктеуді, модифицирлеуді мейлінше жетілдіру табиғи цеолиттерің қолдану облысын кеңейтеді.
Табиғи цеолиттердің ионалмасу қасиетін жүйелі түрде зерттеу селективті иониттертер ретінде қолдануға жол ашады. Олардың көлемдерімен алмасуы мен таңдамалылығын анықтау иондарды шығару, бөлу және концентрлеудегі технологиялық тапсырмаларды шешуге алып келеді. Цеолитті сорбенттердің ионалмасу үдерісінде қылығын зерттеу (қышқылға тұрақтылыға, термотұрақтылық, фазалық өзгертулер) оларды мақсатты түрде модифицирлеуге жетелейді. Цеолиттерді салыстырмалы жеңіл химиялық модифицирлеудің арқасында кең ауқымда олардың құрылымдары мен қасиеттерінің өзгерістерін бақылауға жол ашады. Осы жағдай олардың табиғи сорбциялық әрекеттесулерін, молекулалы-ситалық эффектілерін зерттеудегі қолайлы объект ретінде алуға болады. Осындай көп зерттеулер көбіне синтетикалық цеолиттерде жүргізілген. Аталған минералдардың табиғи формалары аз зерттелген, олар күрделі және тұрақсыз құрамы бойынша көпқұрамды жүйелер болып есептеледі. Физико-химиялық қасиеттері тұқымдықтағы цеолитті фазаның болуына, катионалмасу формасының типіне және қоспа сипаттамаларына байланысты. Тұқымдықта бірдей цеолитті фазаның болуы жеке үлгілердің қасиеттерінің сәйкес болмауы байқалады.
Қасиеттері мен мүмкіндіктері ғылымның түрлі облыстарында зерттелуде: бейорганикалық, органикалық, физикалық және коллоидтық химияда, биохимияда, минералогияда, геологияда, беттік химияда, катализде және т.б.
Цеолиттердің түрлі қолдану аймағының ішінен қалыпты парафиндік көмірсутектерді тазартуды, көмірсутектердің каталитикалық реакцияларын, радиоактивті изотоптарын шығару, катализаторлар үшін тасмалдағыштарды алу, ферментердің бөлінуі, атмосфераны ластайтын қоспаларды жоюды мысал ретінде айтуға жеткілікті. Зерттеушілердің алюмосиликаттарға қызығушылықтарын танытуы олардың ерекше қасиеттерге ие болуы: жоғары адсорбциялық қасиетке ие, каталитикалық іс-әркеттерге, термотұрақты және түрлі химиялық ортада тұрақты. Салыстырмалы қарапайымдылығы олардың өз құнының төмендігі жалпы қолдануға қол жетімділігін көрсетеді. Табиғи және синтетикалық цеолиттердің қасиетін белсенді зерттеу өткен ғасырдың 60-70 жылдарында жүргізілген.
Табиғи цеолиттер Қазақстан мен ТМД да кең тараған және түрлі мақсатта қолданылатын минералды шикізаттың жаңа түрі болып саналады. Олардың қай облыста қолданылуы цеолитті шикізаттың минералды-технологиялық типімен анықталады және сонымен қатар, модификациялау арқылы қосымша құнды қасиеттер алады. Цеолитті туфтарды дайындау әдістерін, терең байытуды, түйіршіктеуді, модифицирлеуді мейлінше жетілдіру табиғи цеолиттерің қолдану облысын кеңейтеді.
Табиғи цеолиттердің ионалмасу қасиетін жүйелі түрде зерттеу селективті иониттертер ретінде қолдануға жол ашады. Олардың көлемдерімен алмасуы мен таңдамалылығын анықтау иондарды шығару, бөлу және концентрлеудегі технологиялық тапсырмаларды шешуге алып келеді. Цеолитті сорбенттердің ионалмасу үдерісінде қылығын зерттеу (қышқылға тұрақтылыға, термотұрақтылық, фазалық өзгертулер) оларды мақсатты түрде модифицирлеуге жетелейді. Цеолиттерді салыстырмалы жеңіл химиялық модифицирлеудің арқасында кең ауқымда олардың құрылымдары мен қасиеттерінің өзгерістерін бақылауға жол ашады. Осы жағдай олардың табиғи сорбциялық әрекеттесулерін, молекулалы-ситалық эффектілерін зерттеудегі қолайлы объект ретінде алуға болады. Осындай көп зерттеулер көбіне синтетикалық цеолиттерде жүргізілген. Аталған минералдардың табиғи формалары аз зерттелген, олар күрделі және тұрақсыз құрамы бойынша көпқұрамды жүйелер болып есептеледі. Физико-химиялық қасиеттері тұқымдықтағы цеолитті фазаның болуына, катионалмасу формасының типіне және қоспа сипаттамаларына байланысты. Тұқымдықта бірдей цеолитті фазаның болуы жеке үлгілердің қасиеттерінің сәйкес болмауы байқалады.
1. Наренков Р. Ю., Кладова Д. Ю.,Сапунов В. Н. Катализ модифицированными цеолитами процесса конверсии метанола в углеводороды // Химическая промышленность сегодня.-2014.-№3.-С.11-19.
2. Ерофеевская Л.А. Бурмистрова Т.И, Алексеева Т.П, Терещенко Н.Н.
Цеолит – как незаменимый компонент в реабилитации нарушенных земель // Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований.-2013.-№3.-С.7-10.
3. Третьяков В.Ф., Чан Т. К., Третьяков К.В. СИЛЬЧЕНКОВА О.Н., Матышак В.А. Превращение этанола на модифицированном цеолите hzsm-5 по данным спектрокинетических исследований in situ //Журнал физической химии// 2013.Т.86.№6.С.962-965.
4. Павлов М.Л., Травкина О.С., Кутепов Б.И. Гранулированные цеолиты без связующих веществ - синтез и свойства //Катализ в промышленности.- 2011.-№4.- С.42-51.
5. Tomazovic B., Ceranic T., Sijaric G. The properties of NH4 – clinoptilolite. Part 2. // Zeolites.- 1996.-V.16.-№ 4.- Р.309-312.
6. Хохлова Т.Д., Власенко Е.В., Зубарева Н.А. Модифицирование природного цеолита , его структура и адсорбционные свойства/ / Вестн. Моск. унив., Сер. 2. Химия.-1995.-Т.36.-№6.-С.525-529.
7. Корякина В.В. Калачева Л.П. Природный цеолит как бифункциональный катализатор в механохимических превращениях гидратов природного газа //Технология нефти и газа.- 2013.-№6(89).-С.30-33.
8. Портнягина В.В., Соколова М. Д., Петрова Н. Н. Модификация резин природными цеолитами при создании морозостойких уплотнений горнодобывающей техники севера // Горный информационно-аналитический бюллетень.2012.-№2.С.22-25.
9. Помазкина О.И. Филатова Е.Г., Пожидаев Ю.Н. Адсорбция катионов никеля(ii) природными цеолитами // Физикохимия поверхности и защита материалов. -2014.-Т.50№3.-С.262-266.
10. Вологина Ж.Ю., Маликова М.Г. Применение природного цеолита тузбекского месторождения и биотрина в кормлении бычков //Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводств.-2015.- №2.-С.26-43.
11. Шушков Д.А. Котова О.Б., Наумко И.М., Бондар Р.А., Матвиишин З.Г. Цеолиты: структура, свойства, генезис, применение // Разведка и охрана недр.-2012.-№1.-С.53-57.
12. Lesnicenoks P., Berzina A., Grinberga L., Kleperis J. Research of hydrogen storage possibility in natural zeolite // Международный научный журнал "альтернативная энергетика и экология. -2012.-№9.-С.16-20.
13. Березовский В. В., Попов А. И. Моделирование диффузии гелия в составе смеси с сильно-адсорбирующимся компонентом в цеолитах //Вестник нижегородского университета им. н.и. лобачевского.-2013.-№1-3. -С. 295-300.
14. Ерофеев В.И., Хомяков И.С., Егорова Л.А. Получение высокооктановых бензинов из прямогонных бензинов на модифицированных цеолитах zsm-5 // Теоретические основы химической технологии.-2014.-Т.48.-№1.-С.77-82.
15. Матюшина Р.Р., Ахметов С.А. Шириязданов Р.Р. и др. Межмолекулярная дегидратация биобутанола с получением дибутилового эфира на цеолитах структуры fau //Башкирский химический журнал.-2013. -Т.20.-№3.-С.48-51.
16. Сридар И., Кантамнени А., Кумар Рид К.С.и др. Выбор оптимальных условий каталитического ацилирования анизола на цеолитах //Кинетика и катализ.-2014.-Т.55.-№2.-С.239-243.
17. Фарзалиев В.М., Алиева М.Н. Природные цеолиты азербайджана в качестве адсорбентов в парофазной хроматографии // Энциклопедия инженера-химика. -2014-.№11.-С.24-28.
18. Вакулин И.В., Купова О.Ю., Талипова Г.Р. Теоретические аспекты каталитического эффекта цеолитов и углеродных нанотрубок в реакции принса// Вестник башкирского университета.- 2014.-Т.19.-№4.-С.1164-1167.
19. Иванова М. С, Кастрюлина Т. Г., Соловьёв В. Г. И др. Физические свойства наночастиц нитрита и нитрата натрия в матрицах цеолитов NAA и NAX// Вестник псковского государственного университета. серия: естественные и физико-математические науки .-2014.-№4.- С.153-161.
20. Савинский Н. Г. Исследование процессов аморфизации цеолита саа при дегидратации в свч лабораторной печи // Вестник ярославского государственного университета им. п.г. демидова. серия естественные и технические наук. -2014.-№3.-С.84-100.
21. Гоголева О.В., Охлопкова А.А., Петрова П.Н. Разработка самосмазывающихся антифрикционных материалов на основе политетрафторэтилена и модифицированных цеолитов // Трение и износ. 2014.-№5.-С.568-574.
22. Восмерикова Л.Н., Зайковский В.И., Барбашин Я.Е. ИССЛЕДОВАНИЕ Дезактивации zn-содержащего цеолита в процессе ароматизации этана //Кинетика и катализ. -2014.-Т.55.-№6.-С. 748-751.
23. Коляда С.М. Обмен азотсодержащих соединений в рубце коров при наличии цеолита в рационе пастбищного периода //Біологія тварин. -2014. Т.16-.№4. -С.66-71.
24. Рустамова Д. Т., Эфенди А. Д., Меликова И. Г. Исследование каталитических свойств природных цеолитов азербайджана// Аustrian journal of technical and natural sciences. -2014.-№5-6. -С.81-84.
25. Павлова И.Н. Травкина О.С., Алехина И.Е. и др. Исследование термической стабильности nakи na-форм цеолита LSX // Вестник башкирского университета.- 2014. -Т.19.-№1.-С.40-44.
26. Белова И.В., Точилина А.Г., Соловьева И. В. И др. Использование цеолитов в составе иммобилизованных мультипробиотиков// Медицинский альманах. -2014.-№2(32).- С.74-77.
27. Горшунова К.К., Ахмед К. Р., Травкина О.С. и др. Влияние условий синтеза на адсорбционные и каталитические свойства цеолита типа морденита// Нефтехимия.-2014.-Т.54.-№2.-С.136-140.
28. Кустовская А.Д., КОсенко Е.И. Каталитическая активность природных цеолитов в реакции превращения метанола в диметиловый эфир //Нефтехимия.-2014.-Т.54.-№2.- С.141-145.
29. Стружко В.Л., Яремов П.С., Сенчило Е.В. и др. Влияние условий получения на формирование и свойства композитных микромезопористых материалов на основе цеолитов МСМ-22, ZSM-5 И βETA//Теоретическая и экспериментальная химия. -2014.-Т.50.-№5.-С.316-323.
30. Макаров А.В. Адсорбция тяжелых металлов модифицированными цеолитами// Современные технологии и научно-технический прогресс. 2013.-Т.1-.№1.-С.2-5.
31. Сергунин А. С., Симаненков С. И., ГАТАПОВА Н. Ц. Иследование динамики адсорбции и десорбции паров воды активным оксидом алюминия и цеолитом NAX // Вестник тамбовского государственного технического университета . 2012.-Т.18.-№3.-С. 664-671.
32. Алехина М. Б., Семенов Г.М. Цеолитная вода и ее влияние на адсорбцию азота и кислорода цеолитами типа Х // Химическая промышленность сегодня.- 2011.-№2.-С.12-17.
33. Белова Т.П., Ратчина Т. И., Гавриленко Ю. С. Адсорбция меди, никеля и кобальта натуральным цеолитом из водных растворов // Горный информационно-аналитический. -2014.-№12.- С.76-80.
34. Кузин М.А, Макаров А.О. Селективные свойства сорбента цеолит naa для очистки солевых расплавов // Экология и промышленность России. -2014.-№12.-С.8-10.
35. Семенова О. П. Цеолит - наполнитель фильтра для очистки биогаза //Вестник северо-восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. -2014.-№4.-С.47-50.
36. Кипнис М.А., Самохин П.В., Яшина О.В., Сухореброва О.А. Адсорбция изобутана на цеолите Н-ЦВМ // Журнал физической химии.- 2013.-Т.87.-№5.-С.868-866.
37. Зонхоева Э.Л. Санжанова С.С. ИК-спектроскопическое исследование сорбции селена (iv) на природных цеолитах // Журнал физической химии.- 2011.-Т.85.-№7. -1339-1342.
38. Самонин В.В., Чечевичкин А.В. Особеннности поглощения иона двухвалентного марганца из водных растворов цеолитами// Журнал прикладной химии.-2013.- 86 (11). -1724-1729.
39. Кахраманова Х. Т.Комплексообразовательная адсорбция на природном цеолите // Химия и экология.-2011-.№8.-С.78-84.
40. Шутилов Р.А., Гренев И.В., Кихтянин О.В.1, Гаврилов В.Ю. Адсорбция молекулярного водорода на алюмофосфатных цеолитах при 77 к// Кинетика и катализ.-2012.- Т.53.- №1. -С.141-145.
41. Вахрушева Е.М., Иванова Е. Н., Алехина М. Б. и др. адсорбция макрокомпонентов воздуха на цеолитах и минеральных адсорбентах //
Успехи в химии и химической технологии.-2013.-Т.27.-№7(147).-С.80-84.
42. Валиева И.Р. Кинетические параметры ионного обмена природных палеозойских цеолитов при различных концентрациях внешних растворов // Естественные и технические науки.-2014.- №11-12(78).-С.50-55.
43. Пожидаев Ю.Н., Филатова Е.Г., Помазкина О.И. // Регенерация природных цеолитов.2014.12-1(31).С.88-89.
44. Ситникова Е.Ю., Романова Р.Г., Хафизова Л.Ш. и др. исследование влияния структуры и состава цеолитов типа А и Р на их сорбционные свойства //Вестник казанского технологического университета.-2014.-Т.17.-№23.-С.79-82.
45. Филатова Е.Г. Пожидаев Ю.Н., Помазкина О.И. Использование природных цеолитов в технологии очистки сточных вод // Вода: химия и экологии. -2014.-№11(77).-С.83-88.
46. Земсков В. И., Харченко Г. М. Свойства фильтрующих перегородок из природного цеолита // Вестник алтайского государственного аграрного университета. -2014.- №4(114). -С.148-152.
47. Коновалов А.С., Бобров А.Н., Стом Д.И. и др. оценка способности активированных цеолитов связывать мышьяк // Экология и промышленность россии.-2015.-№8. -С.49-51.
48. Шутилов Р.А., Зенковец Г.А., Паукштис Е.А., Гаврилов В.Ю. локализация медьсодержащей компоненты в пористом пространстве цеолита ZSM-5 // Кинетика и катализ.-2014.-Т.55.-№2.-С.253-256.
49. Каратаева Е.В, Аньшакова В. В. Экологические аспекты применения природных и модифицированных цеолитов месторождения хонгуруу// Наука и образование. -2013-.№2(70). -С.65-69.
50. Каратаев О.Р., Новиков В.Ф., Шамсутдинова З.Р. Очистка сточных вод цеолитсодержащими породами // Вестник казанского технологического университета.- 2014.- Т.17.-№15.-С.169-174.
51. Полянский Н.Г. Методы исследования ионитов.–Москва: Химия, 1976.–208 с.
52. Петкова М., Таньмова Ж., Чопаринов Ч. и др. Полимеризация стирола в присутствии природного цеолита как инициатора процесса //Нефть и химия (болг.)–1986.–Т.20.- №3.–С.5-7.
53. Акимбаева А.М, Ергожин Е.Е., Влюмих В., Демко Д. Диагностика структуры и оценка каталитической активности природного цеолита в полимеризации стирола //Нефтехимия.–2006.– Т.46, №3.– С.204-213.
54. Якобс П. Карбонийионная активность цеолитов.– М.:Химия, 1983.–142с.
55. Клиноптилолит. /Труды симпозиума по вопросам исследования и применения клиноптилолита.–Тбилиси.–1974.–239с.
56. Белицкий И.А., Фурсенко Б.А. Практическое освоение природных цеолитов и перспективы использования нетрадиционного цеолитного сырья //Сб. Природные цеолиты России.–Новосибирск, 1992.–Т.1, С.164.
57. Rouquerol J., Avnir D., Fairbridge C.W., Everett D.H., Haines J.H., Pernicone N., Ramsay J.D.F., Sing K.S.W., Unger K.K. Recommendation for the characterization of porous solids //Pure Appl.Chem.–1994.–Vol.66, №8.–Р.1739-1758.
58. Bierenbaum H.S., Chiramongkol S., Weis A.H.//J. Katal.–1971.–Vol.61.–P.23-27.
59. Киселев А.В. Молекулярные взаимодействия на коротких расстояниях //Журн. физ. химии.–1964.–Т.38, №12.–С.2753-2771.
60. Боровнов С.И., Шарыгин Л.М. Исследование конкурентного равновесия ионного обмена Са (II) на фосфате циркония в многокомпонентных солевых растворах //Журн. прикл. химии.–2005.–Т.78, вып.2.–C.235-240.
61. Жубанов К.А., Бабусенко Р.М., Тимофеева В.Ф., Солохина Н.Н. Исследование фазового и химического состава природных цеолитов и катализаторов на их основе //Изв. МОН и НАН РК, Сер. хим.–2000.–№5.–С.158-162.
62. Химия цеолитов и катализ на цеолитах /Под ред. Миначева Х.М.–М.:Мир.–Т.1-2, 1980.–928с.
63. Bierenbaum H.S., Chiramongkol S., Weis A.H.//J. Katal.–1971.–Vol.61.–P.23-27.
64. Кусницина Т.А. Стабильность и каталитические свойства катионзамещенных форм монтмориллонита: автореф. дис. канд. хим. наук.-Киев. 1968. 25 с.
65. Киселев А.В. Молекулярные взаимодействия на коротких расстояниях //Журн. физ. химии.–1964.–Т.38, №12.–С.2753-2771.
66. Якобс П. Карбонийионная активность цеолитов.– М.:Химия, 1983.–142с.
67. Solomon D.H., Jean D., Swift J.D., Murphy A.J. The acidity of clau minerals in polymerization and related reacnions //J. Macromol Sci. A. –1971.–Vol.5, №3.–P.587-601.
68. Мироненко Н.И., Демиденко А.Г. Катализатор на основе бентонита для полимеризации стирола //Катализ и катализаторы.–1967.–Вып.3.–С.198-204.
69. Природные цеолиты. /Под ред. Цицишвили Г.В. и др. М.:Химия.–1985.–224с.
70. Быков В.Т., Щербатюк Н.Е. Сорбция паров воды природными цеолитами и влияние подвижности молекул воды в цеолитах на процесс десорбции. В кн.: Природные сорбенты–1967.–С.156-163.
71. Semmens M.J., Martin W.P. The influence of pretreatment on the capacity and selectivity clinoptilolite for metal ions //Water Res.–1988.–Vol.22, №5.–P.537-542.
2. Ерофеевская Л.А. Бурмистрова Т.И, Алексеева Т.П, Терещенко Н.Н.
Цеолит – как незаменимый компонент в реабилитации нарушенных земель // Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований.-2013.-№3.-С.7-10.
3. Третьяков В.Ф., Чан Т. К., Третьяков К.В. СИЛЬЧЕНКОВА О.Н., Матышак В.А. Превращение этанола на модифицированном цеолите hzsm-5 по данным спектрокинетических исследований in situ //Журнал физической химии// 2013.Т.86.№6.С.962-965.
4. Павлов М.Л., Травкина О.С., Кутепов Б.И. Гранулированные цеолиты без связующих веществ - синтез и свойства //Катализ в промышленности.- 2011.-№4.- С.42-51.
5. Tomazovic B., Ceranic T., Sijaric G. The properties of NH4 – clinoptilolite. Part 2. // Zeolites.- 1996.-V.16.-№ 4.- Р.309-312.
6. Хохлова Т.Д., Власенко Е.В., Зубарева Н.А. Модифицирование природного цеолита , его структура и адсорбционные свойства/ / Вестн. Моск. унив., Сер. 2. Химия.-1995.-Т.36.-№6.-С.525-529.
7. Корякина В.В. Калачева Л.П. Природный цеолит как бифункциональный катализатор в механохимических превращениях гидратов природного газа //Технология нефти и газа.- 2013.-№6(89).-С.30-33.
8. Портнягина В.В., Соколова М. Д., Петрова Н. Н. Модификация резин природными цеолитами при создании морозостойких уплотнений горнодобывающей техники севера // Горный информационно-аналитический бюллетень.2012.-№2.С.22-25.
9. Помазкина О.И. Филатова Е.Г., Пожидаев Ю.Н. Адсорбция катионов никеля(ii) природными цеолитами // Физикохимия поверхности и защита материалов. -2014.-Т.50№3.-С.262-266.
10. Вологина Ж.Ю., Маликова М.Г. Применение природного цеолита тузбекского месторождения и биотрина в кормлении бычков //Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводств.-2015.- №2.-С.26-43.
11. Шушков Д.А. Котова О.Б., Наумко И.М., Бондар Р.А., Матвиишин З.Г. Цеолиты: структура, свойства, генезис, применение // Разведка и охрана недр.-2012.-№1.-С.53-57.
12. Lesnicenoks P., Berzina A., Grinberga L., Kleperis J. Research of hydrogen storage possibility in natural zeolite // Международный научный журнал "альтернативная энергетика и экология. -2012.-№9.-С.16-20.
13. Березовский В. В., Попов А. И. Моделирование диффузии гелия в составе смеси с сильно-адсорбирующимся компонентом в цеолитах //Вестник нижегородского университета им. н.и. лобачевского.-2013.-№1-3. -С. 295-300.
14. Ерофеев В.И., Хомяков И.С., Егорова Л.А. Получение высокооктановых бензинов из прямогонных бензинов на модифицированных цеолитах zsm-5 // Теоретические основы химической технологии.-2014.-Т.48.-№1.-С.77-82.
15. Матюшина Р.Р., Ахметов С.А. Шириязданов Р.Р. и др. Межмолекулярная дегидратация биобутанола с получением дибутилового эфира на цеолитах структуры fau //Башкирский химический журнал.-2013. -Т.20.-№3.-С.48-51.
16. Сридар И., Кантамнени А., Кумар Рид К.С.и др. Выбор оптимальных условий каталитического ацилирования анизола на цеолитах //Кинетика и катализ.-2014.-Т.55.-№2.-С.239-243.
17. Фарзалиев В.М., Алиева М.Н. Природные цеолиты азербайджана в качестве адсорбентов в парофазной хроматографии // Энциклопедия инженера-химика. -2014-.№11.-С.24-28.
18. Вакулин И.В., Купова О.Ю., Талипова Г.Р. Теоретические аспекты каталитического эффекта цеолитов и углеродных нанотрубок в реакции принса// Вестник башкирского университета.- 2014.-Т.19.-№4.-С.1164-1167.
19. Иванова М. С, Кастрюлина Т. Г., Соловьёв В. Г. И др. Физические свойства наночастиц нитрита и нитрата натрия в матрицах цеолитов NAA и NAX// Вестник псковского государственного университета. серия: естественные и физико-математические науки .-2014.-№4.- С.153-161.
20. Савинский Н. Г. Исследование процессов аморфизации цеолита саа при дегидратации в свч лабораторной печи // Вестник ярославского государственного университета им. п.г. демидова. серия естественные и технические наук. -2014.-№3.-С.84-100.
21. Гоголева О.В., Охлопкова А.А., Петрова П.Н. Разработка самосмазывающихся антифрикционных материалов на основе политетрафторэтилена и модифицированных цеолитов // Трение и износ. 2014.-№5.-С.568-574.
22. Восмерикова Л.Н., Зайковский В.И., Барбашин Я.Е. ИССЛЕДОВАНИЕ Дезактивации zn-содержащего цеолита в процессе ароматизации этана //Кинетика и катализ. -2014.-Т.55.-№6.-С. 748-751.
23. Коляда С.М. Обмен азотсодержащих соединений в рубце коров при наличии цеолита в рационе пастбищного периода //Біологія тварин. -2014. Т.16-.№4. -С.66-71.
24. Рустамова Д. Т., Эфенди А. Д., Меликова И. Г. Исследование каталитических свойств природных цеолитов азербайджана// Аustrian journal of technical and natural sciences. -2014.-№5-6. -С.81-84.
25. Павлова И.Н. Травкина О.С., Алехина И.Е. и др. Исследование термической стабильности nakи na-форм цеолита LSX // Вестник башкирского университета.- 2014. -Т.19.-№1.-С.40-44.
26. Белова И.В., Точилина А.Г., Соловьева И. В. И др. Использование цеолитов в составе иммобилизованных мультипробиотиков// Медицинский альманах. -2014.-№2(32).- С.74-77.
27. Горшунова К.К., Ахмед К. Р., Травкина О.С. и др. Влияние условий синтеза на адсорбционные и каталитические свойства цеолита типа морденита// Нефтехимия.-2014.-Т.54.-№2.-С.136-140.
28. Кустовская А.Д., КОсенко Е.И. Каталитическая активность природных цеолитов в реакции превращения метанола в диметиловый эфир //Нефтехимия.-2014.-Т.54.-№2.- С.141-145.
29. Стружко В.Л., Яремов П.С., Сенчило Е.В. и др. Влияние условий получения на формирование и свойства композитных микромезопористых материалов на основе цеолитов МСМ-22, ZSM-5 И βETA//Теоретическая и экспериментальная химия. -2014.-Т.50.-№5.-С.316-323.
30. Макаров А.В. Адсорбция тяжелых металлов модифицированными цеолитами// Современные технологии и научно-технический прогресс. 2013.-Т.1-.№1.-С.2-5.
31. Сергунин А. С., Симаненков С. И., ГАТАПОВА Н. Ц. Иследование динамики адсорбции и десорбции паров воды активным оксидом алюминия и цеолитом NAX // Вестник тамбовского государственного технического университета . 2012.-Т.18.-№3.-С. 664-671.
32. Алехина М. Б., Семенов Г.М. Цеолитная вода и ее влияние на адсорбцию азота и кислорода цеолитами типа Х // Химическая промышленность сегодня.- 2011.-№2.-С.12-17.
33. Белова Т.П., Ратчина Т. И., Гавриленко Ю. С. Адсорбция меди, никеля и кобальта натуральным цеолитом из водных растворов // Горный информационно-аналитический. -2014.-№12.- С.76-80.
34. Кузин М.А, Макаров А.О. Селективные свойства сорбента цеолит naa для очистки солевых расплавов // Экология и промышленность России. -2014.-№12.-С.8-10.
35. Семенова О. П. Цеолит - наполнитель фильтра для очистки биогаза //Вестник северо-восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. -2014.-№4.-С.47-50.
36. Кипнис М.А., Самохин П.В., Яшина О.В., Сухореброва О.А. Адсорбция изобутана на цеолите Н-ЦВМ // Журнал физической химии.- 2013.-Т.87.-№5.-С.868-866.
37. Зонхоева Э.Л. Санжанова С.С. ИК-спектроскопическое исследование сорбции селена (iv) на природных цеолитах // Журнал физической химии.- 2011.-Т.85.-№7. -1339-1342.
38. Самонин В.В., Чечевичкин А.В. Особеннности поглощения иона двухвалентного марганца из водных растворов цеолитами// Журнал прикладной химии.-2013.- 86 (11). -1724-1729.
39. Кахраманова Х. Т.Комплексообразовательная адсорбция на природном цеолите // Химия и экология.-2011-.№8.-С.78-84.
40. Шутилов Р.А., Гренев И.В., Кихтянин О.В.1, Гаврилов В.Ю. Адсорбция молекулярного водорода на алюмофосфатных цеолитах при 77 к// Кинетика и катализ.-2012.- Т.53.- №1. -С.141-145.
41. Вахрушева Е.М., Иванова Е. Н., Алехина М. Б. и др. адсорбция макрокомпонентов воздуха на цеолитах и минеральных адсорбентах //
Успехи в химии и химической технологии.-2013.-Т.27.-№7(147).-С.80-84.
42. Валиева И.Р. Кинетические параметры ионного обмена природных палеозойских цеолитов при различных концентрациях внешних растворов // Естественные и технические науки.-2014.- №11-12(78).-С.50-55.
43. Пожидаев Ю.Н., Филатова Е.Г., Помазкина О.И. // Регенерация природных цеолитов.2014.12-1(31).С.88-89.
44. Ситникова Е.Ю., Романова Р.Г., Хафизова Л.Ш. и др. исследование влияния структуры и состава цеолитов типа А и Р на их сорбционные свойства //Вестник казанского технологического университета.-2014.-Т.17.-№23.-С.79-82.
45. Филатова Е.Г. Пожидаев Ю.Н., Помазкина О.И. Использование природных цеолитов в технологии очистки сточных вод // Вода: химия и экологии. -2014.-№11(77).-С.83-88.
46. Земсков В. И., Харченко Г. М. Свойства фильтрующих перегородок из природного цеолита // Вестник алтайского государственного аграрного университета. -2014.- №4(114). -С.148-152.
47. Коновалов А.С., Бобров А.Н., Стом Д.И. и др. оценка способности активированных цеолитов связывать мышьяк // Экология и промышленность россии.-2015.-№8. -С.49-51.
48. Шутилов Р.А., Зенковец Г.А., Паукштис Е.А., Гаврилов В.Ю. локализация медьсодержащей компоненты в пористом пространстве цеолита ZSM-5 // Кинетика и катализ.-2014.-Т.55.-№2.-С.253-256.
49. Каратаева Е.В, Аньшакова В. В. Экологические аспекты применения природных и модифицированных цеолитов месторождения хонгуруу// Наука и образование. -2013-.№2(70). -С.65-69.
50. Каратаев О.Р., Новиков В.Ф., Шамсутдинова З.Р. Очистка сточных вод цеолитсодержащими породами // Вестник казанского технологического университета.- 2014.- Т.17.-№15.-С.169-174.
51. Полянский Н.Г. Методы исследования ионитов.–Москва: Химия, 1976.–208 с.
52. Петкова М., Таньмова Ж., Чопаринов Ч. и др. Полимеризация стирола в присутствии природного цеолита как инициатора процесса //Нефть и химия (болг.)–1986.–Т.20.- №3.–С.5-7.
53. Акимбаева А.М, Ергожин Е.Е., Влюмих В., Демко Д. Диагностика структуры и оценка каталитической активности природного цеолита в полимеризации стирола //Нефтехимия.–2006.– Т.46, №3.– С.204-213.
54. Якобс П. Карбонийионная активность цеолитов.– М.:Химия, 1983.–142с.
55. Клиноптилолит. /Труды симпозиума по вопросам исследования и применения клиноптилолита.–Тбилиси.–1974.–239с.
56. Белицкий И.А., Фурсенко Б.А. Практическое освоение природных цеолитов и перспективы использования нетрадиционного цеолитного сырья //Сб. Природные цеолиты России.–Новосибирск, 1992.–Т.1, С.164.
57. Rouquerol J., Avnir D., Fairbridge C.W., Everett D.H., Haines J.H., Pernicone N., Ramsay J.D.F., Sing K.S.W., Unger K.K. Recommendation for the characterization of porous solids //Pure Appl.Chem.–1994.–Vol.66, №8.–Р.1739-1758.
58. Bierenbaum H.S., Chiramongkol S., Weis A.H.//J. Katal.–1971.–Vol.61.–P.23-27.
59. Киселев А.В. Молекулярные взаимодействия на коротких расстояниях //Журн. физ. химии.–1964.–Т.38, №12.–С.2753-2771.
60. Боровнов С.И., Шарыгин Л.М. Исследование конкурентного равновесия ионного обмена Са (II) на фосфате циркония в многокомпонентных солевых растворах //Журн. прикл. химии.–2005.–Т.78, вып.2.–C.235-240.
61. Жубанов К.А., Бабусенко Р.М., Тимофеева В.Ф., Солохина Н.Н. Исследование фазового и химического состава природных цеолитов и катализаторов на их основе //Изв. МОН и НАН РК, Сер. хим.–2000.–№5.–С.158-162.
62. Химия цеолитов и катализ на цеолитах /Под ред. Миначева Х.М.–М.:Мир.–Т.1-2, 1980.–928с.
63. Bierenbaum H.S., Chiramongkol S., Weis A.H.//J. Katal.–1971.–Vol.61.–P.23-27.
64. Кусницина Т.А. Стабильность и каталитические свойства катионзамещенных форм монтмориллонита: автореф. дис. канд. хим. наук.-Киев. 1968. 25 с.
65. Киселев А.В. Молекулярные взаимодействия на коротких расстояниях //Журн. физ. химии.–1964.–Т.38, №12.–С.2753-2771.
66. Якобс П. Карбонийионная активность цеолитов.– М.:Химия, 1983.–142с.
67. Solomon D.H., Jean D., Swift J.D., Murphy A.J. The acidity of clau minerals in polymerization and related reacnions //J. Macromol Sci. A. –1971.–Vol.5, №3.–P.587-601.
68. Мироненко Н.И., Демиденко А.Г. Катализатор на основе бентонита для полимеризации стирола //Катализ и катализаторы.–1967.–Вып.3.–С.198-204.
69. Природные цеолиты. /Под ред. Цицишвили Г.В. и др. М.:Химия.–1985.–224с.
70. Быков В.Т., Щербатюк Н.Е. Сорбция паров воды природными цеолитами и влияние подвижности молекул воды в цеолитах на процесс десорбции. В кн.: Природные сорбенты–1967.–С.156-163.
71. Semmens M.J., Martin W.P. The influence of pretreatment on the capacity and selectivity clinoptilolite for metal ions //Water Res.–1988.–Vol.22, №5.–P.537-542.
Қазақстан Республикасынын білім және ғылым министрлігі
Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Химия және химиялық технология факультеті
Нұрахмет Назерке Бауыржанқызы
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
ТАБИҒИ ЖӘНЕ БЕЛСЕНДІРІЛГЕН ЦЕОЛИТТІҢ ФИЗИКО-ХИМИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІН ЗЕРТТЕУ
"5B060600-Химия" мамандығы
Алматы 2015
Қазақстан Республикасынын білім және ғылым министрлігі
Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Химия және химиялық технология факультеті
Қорғауға жіберілді
______________ 2015 ж.
Химиялық физика және материалтану
кафедрасының менгерушісі
х.ғ.к., ___________М.І.Төлепов
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: ТАБИҒИ ЖӘНЕ БЕЛСЕНДІРІЛГЕН ЦЕОЛИТТІҢ ФИЗИКО-ХИМИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІН
ЗЕРТТЕУ
"5B060600-Химия" мамандығы
Орындаған Н.Б.Нұрахмет
Ғылыми жетекші х.ғ.д., А.М.Акимхан
Норма бақылаушы: Б.У.Рахимова
Алматы, 2015
РЕФЕРАТ
Дипломдық жұмыс 49 беттен, 9 суреттен, 4 кестеден, 71 әдебиет
көздерінен тұрады.
Кілт сөздер: ЦЕОЛИТ, АКТИВАЦИЯ, ҚҰРЫЛЫС, МОДИФИКАЦИЯ.
Жұмыстың мақсаты: Табиғи және активтелген цеолиттің физико-химиялық
қасиеттерін рентгенофазалық анализ, потенциометрия, кеуектілік, ЯМР-
спектроскопия әдістерімен зерттеу.
Жұмыс барысында табиғи және белсендірілген цеолиттің қышқылдық
негіздік, адсорбционды, құрылымдық қасиетттерін әр түрлі физико-химиялық
әдістермен зерттедік.
Рентгенспектральді, рентгенографиялы және термогравиметриялық анализ
арқылы Шанханай кен орнының табиғи цеолитінің құрамы мен термотұрақтылығы
анықталды. Ол SiAl қатынасымен сипатталып, 3.8 тең болады және жеткілікті
жағдайда жоғары термотұрақтылыққа ие. Табиғи цеолиттің қышқылдық активтеуі
жүргізілді және оның сутектік формасы сілті ерітіндісімен титрленеді және
күшті қышқылды гидроксилді топқа ие. Физика-химиялық әдістермен Шығыс
Қазақстан облысының табиғи шунгитінің қасиеттері мен құрамы зерттелді.
Нәтижелер дәлелдегендей ол әлсіз қышқылды полифункционалды катион болып
табылады. Анықталғандай, табиғи цеолит мезокеуекті құрылыммен сипатталады,
ал минералды қышқылмен активтеу микроқуыстардың пайда болуына алып келеді.
Нақ жұмыс шекарасында минералды қышқылмен өңдеу арқылы құрылымдық
адсорбциялық қасиеттері анықталған үлгілер алуға болады. Жалпы цеолиттердің
деалюминирлеу үдерісін зерттеу нәтижелері көрсеткендей, SiAl қатынасының
артуымен цеолиттің белсенділігі өседі. Модифицирленген цеолит үлгілерінің
ЯМР 27Al спектрлері көрсеткендей, тетраэдрлік координациядағы (56 м.д.)
алюминий атомының белгілерімен бірге, химиялық ауытқудың мөлшерімен бірдей
3 және 11 м.д. белгілері бар, оттек бойынша октаэдрлік қоршауындағы
алюминий атомдарын сипаттайды. Жалпы алғанда, алюминий атомдарының
жартысынан көбі декатиондаудан кейін цеолитті қаңқа құрамныда қалады.
РЕФЕРАТ
Дипломная работа состоит из 49 страниц, 9 рисунков, 4 таблицы, 71 источника
Ключевые слова: ЦЕОЛИТ, АКТИВАЦИЯ, МОДИФИКАЦИЯ, СТРУКТУРА.
Целью работы является исследование физико-химических характеристик
природного и активированного цеолита с использованием метода
рентгенофазового анализа,потенциометрии,порозиметрии ,ЯМР-спектроскопии.
В процессе работы исследованы структурные, кислотно-основные,
адсорбционные характеристики природного и модифицированного цеолита
различными физико-химическими методами.
Методами рентгеноспектрального, рентгенографического и
термогравиметрического анализов изучен состав и термоустойчивость
природного цеолита Шанханайского месторождения. Показано, что он
характеризуется соотношением SiAl, равным 3,8 и обладает достаточно
высокой термостабильностью, а также является слабокислотным
полифункциональным катионитом. Установлено, что природный цеолит
характеризуется мезопористой структурой, а кислотная активация минерала
приводят к разработке микрополостей. В целом исследования деалюминированных
цеолитов указывают на возрастание активности цеолита по мере увеличения
соотношения SiAl. Показано, что в спектрах ЯМР 27Al модифицированных
образцов цеолита присутствуют наряду с сигналами от атомов алюминия в
тетраэдрической координации (56 м.д.), сигналы с величиной химического
сдвига 3 и 11 м.д., характеризующие атомы алюминия в октаэдрическом
окружении по кислороду. Рост декатионирования минерала приводит к
увеличению интенсивности сигнала от атомов алюминия в октаэдрической
координации. В целом преимущественная часть атомов алюминия и после
декатионирования остается в составе цеолитного каркаса.
ABSTRACT
Details on the amount of work: Diploma thesis consists of 49 pages, 9
figures, 4 tables, 71 references.
Keywords: ZEOLITE, ACTIVATION, MODIFICATION, STRUCTURE.
The purpose of work is research of physical and chemical
characteristics of the natural and activated zeolite with use of a method
of the X-ray phase analysis, a potentsiometriya, porozimetriya, nuclear
magnetic resonance spectroscopy.
In the course of work structural, acid and main, adsorptive
characteristics of the natural and modified zeolite are investigated by
various physical and chemical methods.
Methods of X-ray spectral, radiographic and thermogravimetric analyses
studied structure and heat stability of natural zeolite of the
Shankhanaysky field. It is shown that it is characterized by SiAl ratio
equal 3,8 and possesses rather high heat stability, and also is a
slabokislotny multifunctional kationit. It is established that natural
zeolite is characterized by mesoporous structure, and acid activation of a
mineral lead to development of microcavities. In general researches the
dealyuminirovannykh of zeolites indicate increase of activity of zeolite in
process of increase in a ratio of SiAl. It is shown that in nuclear
magnetic resonance ranges 27Al the modified samples of zeolite there are
along with signals from atoms of aluminum at tetrahedral coordination (56 m
of), signals with the size of chemical shift of 3 and 11 m of
characterizing atoms of aluminum in an octahedral environment on oxygen.
Growth of a dekationirovaniye of a mineral leads to increase in signal
strength from atoms of aluminum in octahedral coordination. In general the
primary part of atoms of aluminum and after a dekationirovaniye remains as
a part of a tseolitny framework.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 8
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 10
1.1 Цеолиттердің құрамы мен құрылысын зерттеу және ауыл 10
шаруашылығында,өндірісте, катализде қолданылуы
1.2 Цеолиттерді сорбент ретінде қолдану 17
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ 22
2.1 Модификацияланған табиғи сорбенттердің құрылымын зерттеу 22
әдістері
2.2 Потенциометрлік титрлеу әдісі арқылы сорбенттердің 22
қышқылдық-негіздік сипатамаларын зерттеу
3 НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ТАЛДАУЛАР 24
3.1 Табиғи және активтелген цеолиттердің физика-химиялық 24
қасиеттерін зерттеу
3.2 Табиғи цеолиттің ионалмасу қасиеттерін зерттеу 39
ҚОРЫТЫНДЫ 43
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 44
ҚЫСҚАРТЫЛҒАН СӨЗДЕР
Ц – цеолит
ИКС - инфрақызыл спектроскопия
ТГ – термогавиметрия
ДТА –дифференциалды-термиялық анализ
SБЭТ-беттік аудан, м2г
d – бөлшек диаметрі, мм
d001 – табаншааралық қашықтық, Å
t – температура, оС
τ – уақыт
pK( – функционалдық топтардың диссоциация константасы
(- толқын саны, см-1
КІРІСПЕ
Цеолиттің ашылуы – бейорганикалық материалдардың жаңа классы –ғылыми
зерттеулердің кең ауқымында дамуына және осы қосылыстардың түрлі өндіріс
салаларында қолданылуына алып келді. Өткен ғасырдың 20-30 жылдардың
өзінде–ақ рентгенқұрылымды зерттеулердің нәтижесінде дегидратталған
цеолиттірдің түрлі заттардың молекулаларын жұтуы кристалдық қанқаның
микрокеуекті құрылымына байланысты екендігін дәлелдеді.
Қасиеттері мен мүмкіндіктері ғылымның түрлі облыстарында зерттелуде:
бейорганикалық, органикалық, физикалық және коллоидтық химияда, биохимияда,
минералогияда, геологияда, беттік химияда, катализде және т.б.
Цеолиттердің түрлі қолдану аймағының ішінен қалыпты парафиндік
көмірсутектерді тазартуды, көмірсутектердің каталитикалық реакцияларын,
радиоактивті изотоптарын шығару, катализаторлар үшін тасмалдағыштарды алу,
ферментердің бөлінуі, атмосфераны ластайтын қоспаларды жоюды мысал ретінде
айтуға жеткілікті. Зерттеушілердің алюмосиликаттарға қызығушылықтарын
танытуы олардың ерекше қасиеттерге ие болуы: жоғары адсорбциялық қасиетке
ие, каталитикалық іс-әркеттерге, термотұрақты және түрлі химиялық ортада
тұрақты. Салыстырмалы қарапайымдылығы олардың өз құнының төмендігі жалпы
қолдануға қол жетімділігін көрсетеді. Табиғи және синтетикалық цеолиттердің
қасиетін белсенді зерттеу өткен ғасырдың 60-70 жылдарында жүргізілген.
Табиғи цеолиттер Қазақстан мен ТМД да кең тараған және түрлі мақсатта
қолданылатын минералды шикізаттың жаңа түрі болып саналады. Олардың қай
облыста қолданылуы цеолитті шикізаттың минералды-технологиялық типімен
анықталады және сонымен қатар, модификациялау арқылы қосымша құнды
қасиеттер алады. Цеолитті туфтарды дайындау әдістерін, терең байытуды,
түйіршіктеуді, модифицирлеуді мейлінше жетілдіру табиғи цеолиттерің қолдану
облысын кеңейтеді.
Табиғи цеолиттердің ионалмасу қасиетін жүйелі түрде зерттеу
селективті иониттертер ретінде қолдануға жол ашады. Олардың көлемдерімен
алмасуы мен таңдамалылығын анықтау иондарды шығару, бөлу және
концентрлеудегі технологиялық тапсырмаларды шешуге алып келеді. Цеолитті
сорбенттердің ионалмасу үдерісінде қылығын зерттеу (қышқылға тұрақтылыға,
термотұрақтылық, фазалық өзгертулер) оларды мақсатты түрде модифицирлеуге
жетелейді. Цеолиттерді салыстырмалы жеңіл химиялық модифицирлеудің
арқасында кең ауқымда олардың құрылымдары мен қасиеттерінің өзгерістерін
бақылауға жол ашады. Осы жағдай олардың табиғи сорбциялық әрекеттесулерін,
молекулалы-ситалық эффектілерін зерттеудегі қолайлы объект ретінде алуға
болады. Осындай көп зерттеулер көбіне синтетикалық цеолиттерде жүргізілген.
Аталған минералдардың табиғи формалары аз зерттелген, олар күрделі және
тұрақсыз құрамы бойынша көпқұрамды жүйелер болып есептеледі. Физико-
химиялық қасиеттері тұқымдықтағы цеолитті фазаның болуына, катионалмасу
формасының типіне және қоспа сипаттамаларына байланысты. Тұқымдықта бірдей
цеолитті фазаның болуы жеке үлгілердің қасиеттерінің сәйкес болмауы
байқалады.
Қазақстандағы цеолитте арасында үлкен назарды Шанхандық жоғары
кремнеземды цеолитіне тиесілі, спецификалық физико-химиялық қасиеттері мен
үлкен кен орынының арқасында зерттеушілердің түрлі үдерісте пайдалану
мақсатында қызығушылықтарын тудырып отыр.
Жұмыстың мақсаты табиғи және белсендірілген цеолиттердің физика - химиялық
қасиеттерін зерттеу.
Жаңалығы: табиғи және модифицирленген цеолиттердің құрылымдық, қышқылдық-
негізідік, адсобциялық сипаттамалары түрлі физика-химиялық әдістермен
зерттелді.
1 ӘДЕБИ ШОЛУ
1.1 Цеолиттердің құрамы мен құрылысын зерттеу және ауыл
шаруашылығында,өндірісте, катализде қолданылуы
Цеолиттер полигидратты алюмосиликаттар бола отырып, көп каналды тығыз
кристалдық қаңқаға ие, өлшемі 3-12 Å, молекуланың түгел қаңқасы арқылы
өтіді және оның көлемінің 50 % құрайды. Соның арқасында, ерекше дамыған
беттік аудан мен кеуектілікке ие. Қабырғалары SiO4 және AlO4
тэтраэдрлерінен құралған, ортақ оттек атомы бар. Осы жұмылған тэтраэдрлер
өзара байланысқан сақиналарды түзеді, олар кубоктаэдрлі бірлік құрылымға
кіреді, төрт сақинаның алты сақинасынан және алты тэтраэдрдің сегіз
сақинасынан құралған.
Цеолиттерің құрылымы мен химиялық бетін зерттеу үшін, сонымен қатар
теоретикалық және қолданбалы адсорбцияға және катализге қатысты сұрақтарды
зерттеуде түрлі әдістер қолданады. Спектральді әдістер құрылымдар туралы
және тасмалдаушылардың қасиеттері мен белсенді орталықтары туралы
ақпараттар береді.
Метанолдың көмірсутегіне каталитикалық айналуы зерттелген. Үдерістің
өту моделі ұсынылды және осы моделдің параметрлері анықталды, ол метанолдың
айналуы мен аралық өнімдердің түрлі молекулалық массадағы көмірсутектерге
айналғанын анық сипаттайды[1].
Көмірсутектотықтырғыш микроағзаларды, цеолиттер мен торфминералды
композициялардың конструкциялаудың тәжірибелік-дала жұмыстарының нәтижелері
келтірілген. Цеолитті қолдана отырып, технологиялық ластаудан кейін
бұзылған жерлерді қысқа мерзімде қайта қалпына келтіруге болатынды
анықталған. Цеолиттің пайдалы қасиеті ретінде мұнай және мұнай өнімдерін
сорциялау мүмкіндігі, топырақ микроағзаларын адсорбциялау, топырақ
құрылымын жақсарту, топырақ пен өсімдіктерді минералды компоненттермен
қамтамасыз ету болып табылады. Цеолитті көмірсутектотықтырғыш бактериялар
үшін табанша ретінде пайдалану 2-3 есе тез мұнай компоненттерін
утилизациялауға болады [2].
in situ спектркинетикалық әдісін қолдана отырып, этанолдың цеолитті
катализаторларда айналу реакциялары зерттелген. Реакция жағдайында
зерттелген катализаторларда негізгі интермедиаттар ретінде этокситоптар
және полиенді құрылымдар (тығыздаушы өнімдер) болып саналады. Төмен
температурада газды фазада этанол қатысында этокситоптар биомолекулалық
механизм бойынша диэтилді эфирге айналатыны көрсетілген. 200°С
температурадан жоғары этокситоптардың айналу сипаттамасы өзгереді, олар
полиенді құрылымның бетінде пайда болатын көзге айналады және өз кезегінде
күрделі көмірсутектерге айналады [3].
Бірінші рет соңғы 15-20 жыл арасындағы синтездеу мен сапаның негізі
көрсеткіштері– кристалдау дәрежесі, H2O, RSH, H2S, CO2 и C6H6 бойынша
адсорбциялық көлем, байланыстырушы заттарсыз түйіршіктері тұтас
кристалдардың өсімшелері ретінде болатын А және Х цеолиттерінің механикалық
беріктігі туралы мәліметтер жарық көрді. Олардың синтездеу нұсқалары
қарастырылған. Осы кристалдық алюмосиликатты микро, мезо және макрокеуекті
материалдарды байланыстырушы материалдары бар цеолитқұрамды
адсорбенттерімен көрсетілген көрсеткіштері бойынша салыстыру жүргізілген.
Адсорбциялық үдерісте кең қолданылатын байланыстырғыштары бар цеолиттерден
байланыстырушысы жоқ түйіршіктелген А және Х цеолиттердің механикалық
беріктігі мен адсорбциялық көлемі анағұрлым артық болып шықты.Осы цеолитті
материалдарды дайындаудың әдістері тәжірибелік-өндірістік зерттеуден өткен,
ал кейбірі ААҚ Сальват катализатор заводында (синтетикалық цеолиттер:
NaА-БС СТО 05766575-109-2008, КА-БС ТУ 2161-126-05766575-2005), ААҚ
Ишимбай арнайы катализаторлардың химиялық заводында [CaA-У (5А) ТУ 2163-
004-05766557-97, цеолит KA-У(жақсартылған)(3А) ТУ 2163-006-05766557-98,
цеолит NaA-У(жақсартылған) (4А) ТУ 2163-003-05766557-97] және ААҚ Реал
Сорб молекулалық сит заводында (NaА ТУ2163-005-21742510-2004, KА-НПГ ТУ
2163-009-21742510-2005, СaА-НПГТУ 2163-006-21742510-2004) ендірілген. Осы
облыста зерттеудің негізі бағыттары жобаланды, болашақ перспективте [4].
Клиноптилолиттің физика-химиялық қасиеттірі оның минералдық
және химиялық құрамына, модификациялау әдісіне, өңдеу жағдайында, табиғаты
мен ішкі кристалдық позициялар бойынша шоғырланған катиондардың сандық
қатынасына тәуелді [5].
Табиғи клиноптилолиттің құрылымы мен тұрақтылығына NH4Cl және HCl
ерітінділердің көмегімен өңдеудің әсері зерттелген[6]. Модификациядан кейін
элементарлы ұяшық өлшемі азаяды және термиялық тұрақтылық төмендейді. 0.25
және 2 н HCl ерітінділерімен модификациялағанда бетте апротонды қышқылдық
орталықтардың концентрациясы өседі, 12 н қышқылмен өңдегенде керісінше
төмендейді.
Клиноптилолит табғи цеолит қатысында табиғи газ гидраттарының
механикалық айналуларының зерттеу нәтижелері көрсетілген. Цеолитті
қатысында табиғи газ гидраттарының механикалық активтеуі кезінде ұзын
тізбекті және оксоқосылыстары бар қалыпты алкандар түзіледі. Табиғи
газдыдың гидратын механоактивтеу кезіндегі көмірсутектердің түзілуі
бренстедті қышқылдық орталықтар мен цеолиттің катиондарымен алмасуының
синергетикалық эффектісімен түсіндіріледі[7].
Суыққа тұрақты каучук негізінде жасалған, солтүстік жағдайларында
эксплутацияланған тау кен техникасына арнайы жасалған тығыздалған
резеңкелердің нәтижелері көрсетілген. Планетарлы АГО-2 диірменінде табиғи
цеолитпен активтелген резеңкені модификациялау арқылы материалдардың
эксплутациялық қасиетін арттыру ұсынылды. Құрылымдық әдістер арқылы
толтырғыштардың механохимиялық активтеу кезіндегі үдерістері зерттелді.
Цеолиттер резеңке құрылымы мен қасиеттеріне полифункционалды әсер ететіні
анықталды. Жасалған резеңкелерге РФ патент алынды, олардың өндіріске
енгізуі кішіНордэласт өндірісінде жүзеге асып жатыр [8].
Рентгенфазалық анализ бен ИК – спектроскопия әдістері арқылы
Забайкальск кен орнының цеолитқұрамды тұқымдығының құрамы расталды, құрамы
кальций гейландитінен Ca[Al2Si7O18] · 6H2O және калий шпаты КАlSi3O8
қоспасынан тұрады.
Цеолит-никельдің сульфатының сулы ерітіндісі жүйесінде адсорбциялық
тепе-теңдіктің уақыты зерттелген. Лэнгмюр теңдеуі бойынша түрлі
температуралық режимдерде адсорбция өлшемінің шегі анықталған. Табиғи
цеолиттерде никель (ІІ) катиондарынының адсорбция үдерісде термодинамикалық
және кинетикалық көрсеткіштері есептелді [9].
Баккорстостан Республикасында тілмелі асқорыту және зонада бұқалардың
нақаралық айырбастауы, кобальт, мыс, мырыш, йод бойынша
жетіспеушіліктерінің заңдылықтары зерттелген. Тузбек кен орнының табиғи
цеолиттерінің химиялық құрамы зерттелді және тілмелі асқорыту үдерісіне
және жекелей биотринді қоректендіру фонына әсері зерттелді. Тілме
құрамындағы ЛЖК концентрациясының өзгерісі мен рН көрсеткіші қоректендіру
жиынтығы мен қоректік заттар рационының қатынасына сызықты тәуелді. Биотрин
мен цеолиттің әсері өсуге, бұқалардың дамуына, ет сапасына әсері жеке
анықталған, биотрин мен цеолитпен қоректендірудің оптималды нормалары
жасалды және олардың экономикалық мақсатта тиімді пайдалану.
Бұқа ағзасындағы азот үдерісінің метоболизміне әсер еткен қорек
рационына ақуыз-минералды қосындыларды пайдаланылуы. Биотрин мен цеолиттің
1:1, 2:1 қатынаста қолданылуы макро және микроэлементтердің оңтайлы
балансын қамтамасыз етеді және ағзаның алмасы үдерісінде қолдануға болатын
көрсетеді. Биотрин мен цеолитті бұқа рационыда өсіру және қоректендіру
периодында қолдану арқылы тірі массаның өсуі, қорекке кететін шығындардың
бірлік өнімге азаюы байқалды. Тәжірибелік жануарларда протеин
конверсиясының коэффициенті мен тағам ақуызындағы энергия қоры және сиыр
энергиясы жоғары болды, бақылау жануарларынан гөрі [10].
Тиман (Коми Республикасы, Ресей) анальцимқұрамды тұқымдарының физика-
химиялық қасиеттері мен заттық құрамы Закарпатья (Украина) клиноптилолит
туфымен салыстырылды, өндірісте, ауыл шаруашылығында және қоршаған орта
қолданылуы көрсетілген [11].
Бөлме температурасына сутектің адсорбциясын анықтау үшін палладиймен
активтелген табиғи клиноптилолитке оңай әдіс табылды, қатты денеде
өндірістік термогравиметриялық аппарат арқылы жұтылған сутек көлемін
есептеуге болады. Әдіс 2 қадамнан тұрады: инертті газда материалды тазалау
(аргон, азот) үлгіні 200 °С (300 °С) температурадан бөлме температурасына
дейін суыту кезінде сутекті сіңіру. Ұсақ түйіршікті цеолитті үлгілер көп
мөлшерде сутекті сіңірді -7%, платинамен активтелген цеолит үлгілері төмен
нәтиже көрсетті. Аргон атмосферасында цеолитті қыздыру арқылы, материалдың
кеуекті құрылымын активтейді, онда бөлме температурасына дейін суытқанда
сутектің инкапсуляциясы жүреді. Катализатор эффектісі (платина) спилловер
эффектісімен түсіндіруге болады, үдеріс кезінде табиғи клиноптилолиттің аз
кеуекті фракциялары қатысқан жағдайда (кварц және мусковит) [12].
Цеолитті мембранада гелийдің массатасмалы көмірсутек н-гексанның және
бензолдың парциалды қысымының функциясы ретінде өлшенді. Гелийдің масса
тасмалдауы молекулалық динамиканың моделдеуі арқылы есептелді, цеолитті
кеуектердің көмірсутекпен қанығуы үлкен канондық таратылуға арналған Монто-
Карло әдісі арқылы алынған адсорбциялық изотермалар көмегімен бағаланды.
Алынған нәтижелер тәжірибеге жақсы сәйкес келеді [13].
Тікелей айдалған бензиннен жоғары октанды бензинді алу мақсатында
вольфрамның гетерополиқосылыстарымен модифицирленген ZSM-5 цеолитінің
қышқылдық және калитикалық қасиеттері зерттелді.
Цеолитке кобальт вольфрамвисмутты гетероқосылыстарын және темірдің
вольфрамфосфатын 1-3 мас. % қосқанда, жоғары октанды бензиндердің шығымын 5-
10% және алкилароматты көмірсутектерін 5-7% арттырады, тікелей айдайған
бензинмен Н-ЦКЕ-Г бастапқы цеолитімен салыстырғанда.
Тікелей айдаған безиннен жоғары октанды бензинді алу үдерісінде кобальт
вольфрамвисмутты гетероқосылыстарымен, кобальт вольфрамфосфатымен, темірдің
вольфрамфосфатымен модифицирленген цеолитті катализаторлардың қышқылдық
және каталитикалық қасиеттері арасындағы байланыс анықталды [14].
Экологиялық жағдайдың нашарлауы, мұнай қорының азаюы жаңа энергия көзін
қолдануға жол ашады – биошикізатынан алынған альтернативті энергия
тасмалдаушылар. Сұйық отынның алмастырушысы ретінде биоспирттер, биоэфирлер
және биодизельдер қолданылуы мүмкін. Берілген мақалада FAU цеолитті
құрылымда биобутанолдан автокөлік немесе дизель отынының компоненті ретінде
дибутил эфирін алу жолы қарастырылған. Y цеолитті үлгілеріне температурамен
әсер еткенде дибутилэфирдің шығымын зерттеу, салыстыру үшін сульфокатионит
КУ-2ФПП нәтижелері келтірілген. Негізі үдеріс көрсеткіштеріне
сульфокатионит КУ-2ФПП салыстырғандаY цеолитінің химиялық құрамының әсерін
анықтау [15].
Жұқа органикалық синтез өнімдерін, агрохимиялық қосылыстарды,
фармацевтикалық дәрілік заттарды және ароматизаторларды алу үшін анизолды
ацилирлеу өндірістік маңызды реакция болып табылады. Көбінесе осы реакцияны
AlCl3, FeCl3, ZnCl3, HF және т.б., каталитикалық жүйелер қатысында жүзеге
асырады, осы жүйелерді қолдану көптеген қиындықтарға алып келеді, мысалы:
көп мөлшерде катализатор қосу керек, коррозия мәселесін шешеді,
қауіпсіздік, қалдықтарды жою және материалдарды тасымалдау. Сол себептен,
көптеген дәстүрлі гомогенді катализаторлардың орнына қатты қышқылдық типті
катализаторлар келді, H-Beta және H-ZSM-5 сияқты. Ұсынылып отқан жұмыста H-
Beta, H-ZSM-5 және H-Y катализаторларында сұйық фазалы анизолды ацилирлеу
сипатталған, сонымен қатар, үдерістің негізгі параметрлеріне: температура,
реакцияның жалғасуы, реактанттардың мольдік қатынасы, катализатор табиғаты,
цеолиттердегі SiAl қатынасысын, катализатор мөлшерін, оның тұрақтылығын
макродеңгейде оптимизациялау жүргізілді [16].
Даш-Салахлин кенорнының табиғи цеолит-диатомиттен жаңа қатты
тасмалдаушы Азхром-ИХП жасалды, ол этилксантогенат, 2-тиофенолдар,
тиирандар сияқты жоғары қайнайтын органикалық қосылыстарын анализдеуде
қолданылады. Жаңа қатты тасмалдаушыны бу фазалық хроматографияда қолданған
жағдайда ұстау уақыты азаяды және шыңдардың симметриясы жақсарады.
Азербайджанның табиғи цеолиттерінің адсорбциялық сипаттамалары буфазалық
хроматографияда адсорбент ретінде және қатты тасмалдаушы ретінде зерттелді.
Модифицирлей отырып, түрлі тұздар мен қышқылдармен бөлу арқылы адсорбциялық
қабілетін ұлғайтты және түрлі органикалық қосылыстар мен газдарды бөлу
кезінде пайдаланылды. Бу фазалық хроматографияда адсорбент және қатты
тасмалдаушы ретінде табиғи және модифицерленген цеолиттерді қолдану тиімді
екені көрсетілді [17].
Принс реакциясы бойынша таңдамалы каталитикалық 1,3- диоксанның пайда
болын теориялық әдіспен алғаш рет Ca х[Al 2хSi yO z]·nH 2O типті цеолит
және көміртек нанотүтікшесін (КНТ) қолдана отырып көрсетті. Молекулалық
динамика әдісі бойынша, жоғары талғампаздық КНТ диаметр мәні 9.4-10.9 Å
немесе цеолиттердің кеуек қимасы 5.1-5.4 Å тең болғанда байқалады.
КНТ түрлі диаеметр мәндерінде 1,3-диоксандар мен гидратталған
пирандардың тұрақталуының максимум өту жағдайының пайда болу реакциясы
байқалады [18].
Сулы ерітіндіден NaA және NaX кеуект цеолит матрицасына нитрит және
натрий нитратының нанобөлшектері ендірілді. Зерттелген үлгілердң
сипатамалары электронды микроскоп, диффузды шағылысу спктроскопия және
электрлік өлшемдер көмегімен арқылы алынды. Цеолит негізіндегі үлгілердің
нанокомпоненттерінің өлшемді эффектісі талқыланды [19]. 2.54 гГц
микротолқынды пештегі СаА цеолитінің дигидратациясының үдерісі зерттелді.
Дегидратация цеолитті қаңқалардың құрылуымен және кристаллиттің өлшемінің
өзгерімен, аморфталумен жүреді[20].
Қозғалтқыш майымен өңделген цеолиттің жылуфизикалық және эксплутациялық
сипаттамаларына, политетрафторэтилен негізіндегі композит құрымына әсері
зерттелді. Алдын ала М-8В қозғалтқыш майымен сіңірілген, ПТФЭ-ні цеолитпен
толтырған кезде, ескіру массасының жылдамдығы 600 есе үйкеліс коэффициенті
2 есе төмендейді. Қиыр Солтүстіктің жұмыс жабдықтарына арналған түрлі
тағайындаудың үйкеліс бөлімшелері үшін әзірленген жаңа материалдар жасалған
[21].
Сіңіру әдісі арқылы мырышпен модификацияланған жоғарыкремнеземды ZSM-5
цеолитінде этанның ароматттық көмірсутектерге конверсиясы зерттелген.
Аммиактың термобағдарламалақ дессорциясымен, кең ауқымдағы сәулелендруші
микроскоппен, рентген сәулелендіру спектроскпия көмектерімен Zn құрамды
цеолитті катализатордың түрлі кезеңдегі этан конверсиясы және табиғаты мен
активті фазалардың таралымы, оның бетіндегі кокс тұнбалары зерттелді.
ZnZSM-5 катализаторы этанның ароматты көмірсутекке айналу үдерісінде өзін
жоғары белсенділігімен және тұрақтылығымен сипатталды [22].
Жұмыстың мақсаты [23] болып, сиыр қорегіне жайылым кезінде тілімінің
микробиологиялық ақуыз синтезіне, өнімділік пен сүт құрамына цеолиттің
әсерін зерттеу болып табылады. Осы үшін сиырлардың үш тобы жасалды, шығу
тегі, жасы, лактация уақыты бір. Бақылау сиырлары және І, ІІ топтағы
сиырлар мамыр-маусым уақытысында жас шөптері бар жайылымда жайылды.
Тәжірибелік сиырлар да комбижеммен қоректенді. Келесілердің құрамына келесі
минералды элементтер кіргізілді: натрий, магний, кобальт, мырыш, мыс,
фосфор және сульфур. І тәжірибелік топтағы сиырлардың қорек құрамына
цеолитке тән химиялық құрамы SiO2 - 70,0; Al 2O 3 - 12,0; Fe2O3 - 1,0; FeO
- 0,6; TiO 2 - 0,1; MnO - 0,1; P 2O 5 - 0,1; K2O - 3,1; Na2O - 1,8; SO3 -
0,1; CaO - 7,1; MgO - 4,0 тұратын минералды қоспалармен қоректендірді. ІІ
топтағы сиырларды комбижем құрамына цеолит қосып қоректендірді. І және ІІ
топ сиырларына арналған комбижем құрамындағы минералдар мен цеолиттер
мөлшері жануардың тірі массасына 0.4 гкг есептелді. Сиырлардың жайылымдағы
жасыл шөп-бұршақтары мен цеолиттің комбижемінің арқасына сұйық тліміндегі
аммиак азотының бастапқы қоректену уақытына қарамастан азаюы байқалды. Осы
сиырлардың тілмелі сұйықтығында қоректендіруге дейін және 2, 7, 10 сағаттан
кейін азот аминінің деңгейі төмендеді. Осы жағдайда сиырлардың тілмелі
сұйықтығында 4, 7, 10 сағат тамақтандырудан бұрын ақуызды азоттың құрамы
көбейді, ал 4, 7, 10 сағаттан кейін қоректендіргенде жалпы азот саны артты.
Сиырларды жайлымдағы жасыл шөптермен бірге металл оксидтерінің комбижемімен
және цеолитпен қоректендіру арқылы ортакүндік сүт мөлшері көбейген. Сонымен
қатар, цеолитпен қосымша қоректендірген сиырлардың ақуыз, май, лактоза
құрамы артқан.
Клиноптилолиттің өндірістік маңыздары бар үлкен кен орындары Ай-Дагск
Азербайджанда орналасқан. Клиноптилолит жоғары термотұрақтылыққа ие (Т 973
К жоғары), табиғи цеолиттердің каталитикалық қасиетері крекинг сияқты
өндірісітік үдерістерде зерттелді, ол модифицирленген клиноптилолит
формаларын активті және селективті катализаторлар ретінде қолдануға болады
[24].
NaK –дағы LSX және Na формалардағы цеолиттердің ауа атмосферасында
жоғарытемпературалық өңдеу жағдайында кристалдық торларының тұрақтылығын
зерттеу. NaKLSX және NaLSX цеолиттерін термоөңдеудегі температураның Н2О,
С6Н6 және н-С 7Н 16 тепе –теңдігінің адсорбциялық сыйымдылығына әсерін
зерттеген. NaK –дағы LSX және Na формалардағы цеолиттердің белгілі
өндірістік NaA және NaX цеолиттерімен салыстырмалы термиялық тұрақтылық
анализі жүргізілді. Атмосфералық ауада 650 °C термоөңдеуде NaK –дағы LSX
және Na формадаңы цеолиттер тұрақты, ал 750 °C жоғары болған жағдайда
кристалдық торлардың аморфталуы жүреді [25].
Цеолит тұқымдасынан жататын Lactobacillus, Bifidobacterium
пробиотикалық штамдар негізінде жаңа сұйық иммобилизденген мультипробиотик
жасаудың нәтижелері келтірілген. Қызметін атқарып қойған тасмалдаушы
сорбент Холин кен орнының цеолитіне толық сипаттама берді, штамм-
продуценттердің симбиотикалық және эффективті композициясы жасалды,
пробиотиктің сақтау мерзімінде цеолит қатысындағы штаммдардың сақталуы
зерттелді, сорбент кристалдарымен бактерия жасушаларының әрекеттесі мен
жағдайын бағалау жүргізілді [26].
Ақ күйенің БС-100 маркасына 6-7 сағат бойы 150 -155 оС температурада
алдын ала ұстамының және MOR(кристалдану дәрежесі, дисперстік құрам және
С6Н6 адсрбциялық молекуласы) типті ұнтақтәрізді цеолит үлгілерінің
сипаттамасына кристализация жағдайының, сонымен қатар олардың
метилстиролдың димеризация реакциясының каталитикалық қасиеттеріне әсерлері
зерттелді [27].
Метанолдың диметил эфиріне дейін дегидратациялау үдерісінде катализатор
ретінде цеолитқұрамды тұқымдастардың модифицирленген формаларын қолдану
қарастырылды. Химиялық модификациялаудың катализатордың белсенділігі мен
тұрақтылығына әсерінің зерттеу нәтижелері келтірілген. Морденит және
клиноптилолиті бар модифицирленген тұқымдастарды метанолдың айналуы кезінде
катализатор ретінде қолданудың принципиалды мүмкіндігі көрсетілген. Цеолит
катализаторының сипаттамасына әрбір цеолитті құрамдардың салымдары
анықталды [28].
Композитті микромезокуекті материалдардың қалыптасуына, адсорбциялық
және қышқылдық қасиетіне синтездеу жағдайының әсері РФА, ТПДА және ИҚ-
спектроскопия әдістерімен зерттелді. МСМ-41 және ZSM-5, βeta және МСМ-22
цеолитті фазалар үлгілерінде реттелген кеңістік фазасының болуы
көрсетілген. Синтез жағдайын өзгерте отырып, кеуектілікті, композициялық
материалдардың адсорбциялық сипаттамасын, сонымен қатар типін,
концентрациясын және үлгінің қышқылдық күш орталықтарының таралуын реттеуге
болады. Микромезокеуекті композициялық материалдардың қышқылдық күш
орталықтары мен олардың концентрациясы мезокеуек AlSi-МСМ-41 салыстырғанда
жоғарырақ болады, бірақ біршама бастапқы Цт қарағанда төменірек. Анализ
нәтижелері мен бақылаулар толтырылған жағдайда алынған үлгілер өздері
кеуексіз Цт және AlSi-МСМ-41 екі фазаның механикалық қоспалары ретінде
емес, бір реакциялық ортадағы нанобөлшектердің қалыптасуы кезінде пайда
болған өзіндік композиттер ретінде жорамалдауға мүмкіндік береді [29].
1.2 Цеолиттерді сорбент ретінде қолдану
Гексаметилдисилазанмен модифицирленген табиғи цеолиттің ауыр металдарды
сорбциялаудың механизмдері мен мүмкіндіктері көрсетілен: ионалмасушы және
донорлы-акцептрлі [30].
Адсорбциялық және десорбциялық құрылғысын жасау туралы сипатталған.
Түрлі фракциялық құрамы бар NaX цеолиті мен алюминий оксидінде су
буының адсорбция және десорбция динамикасын зерттеу тәжірибелерінің
нәтижелері мысалға келтірілген және талданған. Массатасмалдау коэффициенті
алынды [31].
Жоғары температура кезінде (≥400 оС) судың тепе-теңдік өлшемі Х типі
цеолиттерде газ фазасында судың қысымына тәуелді болмайды және тек
температурамен анықталады, яғни ұлғайған сайын төмендейтіні көрсетілген.
Адсорбциялық көлемнің тәуелділігі цеолиттің азоттың NaX қалған
ылғалқұрамынан экстрималды сипатқа ие екені анықталған [32].
Камчат аймағындағы Ягоднин кенорнының табиғи цеолитін қолдана отырып
концентрациялары 3.0-тен 27.0 мг-эквл аралықта жататын сулы ерітінділерден
мыс, никель және кобальт иондарын алу үдерістеріне эксперименталды
зерттелді. Сорбциялық көлемнің шектік көрсеткіші анықталды, бос Гиббс
энергиясы есептелді. Алынған нәтижелер көрсеткендей, табиғи цеолит
эффективті сорбент ретінде лас сулардан Cu 2+, Ni 2+ және Co 2+ сіңіріп
алуға болатынына көз жеткізді [33].
Радиоактивті қалдықтарды тазалаудың перспективті әдістері
қарастырылды – цеолит NaA сорбентін қолдана отырып сорбциялық тазалау
жасау. Сілті, селтілі-жер және сирек жер элементтерінің әрекеттері
зерттелген. Цеолит NaA тұзды балқымаларды тазарту кезінде өнімдерді бөлетін
имитаторлар цезиге, стронциге, барий және лантанға қатысты талғампазды
қасиетке ие екені көрсетілген. Келтірілген зерттеулер негізінде сорбциялық
тазартуды цеолит NaA немесе өз қызметін атқарған тұзды балқымаларды
регенерациялау мақсатында оның туындысына жүргізуге ұсынылды, радиоактивті
қалдықтармен жұмыс атқарғанда қолданылатын сусыз әдістер және радиоактивті
қалдықтардың санын қысқартуда пайдаланады. Құрамында бөлу өнімдері бар
тұзды балқымалардың регенерациялау үдерісіне қолданатын сорбциялық
тазартудың жалғасуының жоғарғы шегіне баға берілді[34].
Автокөлікті эксплутациялау кезінде маңызды мәселе болып қоршаған
ортаны іштен жану қозғалтқыштарынан (ІЖҚ) шығатын улы қоспалар мен
газдардан қорғау шараларын жасау болып табылады. ІЖД сұйық отыннан
агрессивті тастамалар көбірек, газды ІЖҚ гөрі. Сонымен, газды отынды ІЖҚ
актуальді мәселе болып табылады. Газды отын табиғи және жасанды болады.
Жасандыға биогазды жатқызуға болады – альтернативті отын көзі. Биогазды
технологияны қолдана отырып, сапалы тыңайтқыштар және биогаз түрінде серік
өнімдер пада болады, ол жанғыш газ ретінде жылу қазандарында, газ
плиталарында тамақ дайындауда, іштен жану қозғалтқыштарында пайдаланылады.
Іштен жану қозғалқыштарында қолдану мақсатында биогазды зиян қоспалардан
тазарту үшін табиғи цеолитті қолдану әдісі ұсынылды. Табиғи цеолиттің
сипаттамасы келтірілген. Түрлі толтырмалары бар фильтрлерде биогазды
тазартудың эксперименталды зерттеулері жасалды. Тәжірибе нәтижелері
келтірілген. Тәжірибе нәтижелері бойынша биогазды зиянды қоспалардан
тазарту мақсатында фильтрлердің түрлі толтырғыштарын табиғи цеолиттен жасау
ұсынылды [35].
Қатпарша астында және үлгі қатпаршасындағы газ температурасының,
ағымды реактордан шығатын және кіретін жылуөткзгіш газының, үлгіден кейінге
газдың құрамының мониторингісі негізінде қатты үлгілердегі
көмірсутектердің адсорбциясын бағалаудың әдістемесі жасалды. Цеолит Н-ЦВМ
мысалы ретінде изобутанның адсорбция және десорбциясы зерттелген, жылу
бөліну мен жұтылумен жүреді, ол цеолиттің қатпаршасындағы температураның
өзгерісімен тіркеліп отырады. Салыстырылған мәліметтер негізінде
изобутанның адсорбциясы мен десорбциясы кезіндегі температуралық эффектінің
өсімі бойынша қорытынды жасалды, адсорбция температурасы 90оС төмен болған
жағдайда изобутанның жартысы Н-ЦВМ цеолитінде берік хемосорбцияланады.
Берік адсорцияланған изобутанды тек ұзақ мерзімде азот тоғын ұстау немесе
90оС жоғары температурада қыздыру арқылы жоюға болатыны анықталған.
Тұрақты температурада изобутан десорбциясының уақытша тәуелділігі
жабындының ұлғаюының бірінші ретті кинетикасымен сипатталады, сызықты
қыздырудағы термодесорбция мәліметтернің арқасында берік хемосорбцияланған
изобутанның десорциясының активация энергиясын бағалауға мүмкіндік берді
[36].
ИК-спектроскопия әдісімен табиғи монокристалды шабазит, анальцим,
мезолит, стильбит, сонымен қатар, клиноптилолит және морденитқұрамды
туфтарда селен (IV) иондарын натрий селенит ерітіндісінің рН және
конценрациясына байланысты сорбция зерттелген.
Клиноптилолит және морденит туфтарында рН 9, 0.1 М натрий селенитін
сорбцияау кезінде селенит және пероселенитті аниондар формасында болады,
цеолитті су молекуласымен сутек байланысын түзеді деген болжам бар.
Стильбит, шабазит және мезолитке қарағанда, анальцимдегі су молекулалары
селенит ионымен сілтілік ортада сутек байланысын құрады да, сұйытылған
ерітінділерде және қышқылдық ортада сутектік байланыс түзу жүрмейді.
Цеолиттердің жартылай десилицирленуі сілтілік ортада және деалюминирлену
қышқылдық ортада жүреді [37].
Ресейдің түрлі кен орындарының табиғи цеолиттерінің басқа да
өндірістік адсорбенттер мен минералдармен Mn (II) ионына қатысты
сорбциялық қасиеті зерттелді. Осы материалдардың сорбциялық сыйымдылығы
Na(I)-модификациясы арқылы үлкейтуге болады. Mn (II) ионының аз
концентрация облысында табиғи цеолиттер синтетикалық катиониттер мен
активті көмірмен салыстырғанда артығырақ болып келеді. Табиғи цеолиттердің
сорбциялық сыйымдылығы температура ұлғаюымен артады [38].
Түрлі катиондармен модифицирленген табиғи линоптилолитте улы калий
(ІІІ) гексацианоферратының адсорбциясы зерттелген. Аg- клиноптилолит ең
жақсы ГЦ қатысты активтілігіне ие екені анықталды. Аg- клиноптилолитте ГЦ
адсорбциясы цеолит бетінде берік байланысқан калий (ІІ) гексацианоферрат
пен күміс комплекстірінің түзілуімен жүреді. Аналин ерітіндісінде ГЦ және
Аg- клиноптилолитмен әрекеттесуі болмаған жағдайда, композициялық сорбент
аналинді адсорбциялау қабілетіне ие болады [39].
77 К кезінде Н2 адсорциясына қатысты AlPO-5, AlPO-31, AlPO-11, AlPO-36
және AlPO-8 алюмофосфатты цеолиттердің сорбциялық қаситтері зерттелді.
Алюмофосфатты цеолиттердің цилиндрді микрокеуекті каналдары үшін Н2
адсорбциясының изотермалары алынды. Адсорбцияның абсолютті мөлшер мәні
орнатылды (Р алюмофосфатты мезокеуекті материалдар үшін, микрокеуек
көлемінде адсорбцияланған Н2 эффективті тығыздығының мөлшері *(Р d). Сорбат
тығыздығының d цеолит каналының микрокеуегінің өлшеміне тәуелділігі
экспетименталды көрсетілді. Сутек сорбциясының изобарасы эксперименталды
изотермалар бойынша есептелді. Аралық мәндер d үшін мөлшерді *(Р d)
бағалаудың әдістемелік процедуралары келтірілген [40].
BEA, ZSM-5, ZSM-12 цеолит үлгілерінің, мезокеуекті МСМ-41 силикатының,
ауаның макрокомпонеттерімен модифицирленген монтмориллонит балшығының
адсорбциялық сыйымдылығы өлшенді. Зерттелген материалдардың ішінде ең
жоғары азотқа қатысты талғампаздық танытқан BEA цеолит үлгісі, оттекке
қатысты – МСМ-41, аргонға қатысты - монтмориллонит балшығының үлгісі [41].
Ерітіндіде түрлі Li, K, Ba, Sr, Ca ион концентрациялары кезіндегі
палеозой цеолитіндегі ион алмасудың кинетикалық сипатамалары келтірілген.
Барлық тартылу алмасу кезнде логоформальді заңдылыққа бағынатын, ионды
сыртқы-ішкі диффузды және аралас үдеріс тұтас байланысқан құбылыс болып
табылады [42].
Табиғи цеолиттердің регенерациялау сызбасы ұсынылды, қайта жаңарған
цеолитті судағы ауыр металдарды тазарту үшін пайдаланады, регенерациялаудан
кейін алынған элюатты гальваножапқыштар ретінде электролиттердің
компонеттері ретінде қайта қолдануға болады [43].
Фазалық құрамның, кристалдық құрылым параметрлері мен адсорбция мен
алмасуға жеткілікті компенсаторлық катиондардың санының NaA және NaР типті
цеолиттің сулы ерітіндіден кальций катиондарын сіңіру кезіндегі сорбциялық
сыйымдылығына әсері зерттелді. Кальций бойынша түрлі типті цеолиттердің
сорбциялық сыйымдылығын анықтайтын негізгі критерий болып кірітін терезенің
өлшемі болып табылады, ол ион алмасу кезінде натрийдің компенсаторлық
катиондарының қол жетімділігімен түсіндіріледі. Бір типті цеолит
үлгілерінің түрлі кальций байланыстыруша қабілеті болып кристалдық
құрылымдағы ақау болып келеді, ол микрокристалдардың өлшемімен айқындалады
[44].
Табиғи цеолиттердің арзандығы, олардың үлкен қоры, термиялық және
химиялық тұрақтылығының арқасында тұрып қалған суларды тазалау
технологиясында қолдануға шол ашады. Жұмыста Забайкальск кен орынының
табиғи цеолитерін гальваника өндіріснде лас суларды тазартуға қолдану
көрсетіліп отыр. Кішкене алмасу сыйымдылығына кальций гейландиті никель
(ІІ) иондарына көрсетеді, ең аз – темір (ІІІ) ионына. Цеолиттерді тазалау
технологиясында қолдану, екінші категориялы техникалық су ГОСТ 9.314-90
шегіндегі ауыр металдар ионы бар су алуға болады [45].
Зерттеулермен өсімдік майларын ауыл шаруашылық өндірістерінде тік
конусты центрифугада, сүзгіш материал ретінде минерал –цеолитті қолдана
отырып тазалау жүргізуге болатыны дәлелденген. Цеолитті жануарларды
қоректендіргенде қосымша жем қорегі ретінде пайдалану, үдеріс эффектісін
арттырады. Көптеген автрлардың жұмысында, цеолитті жем қорегі ретінде
қолдану оң эффект берітінін дәлелдеген. Цеолиттің қасиетін сүзгіш
центрифугада сүзгіш қабырғалары ретінде қолдануға болады. Сокирнит
химиялық және реактивті тұрақтылығына, адсорбциялық қасиетіне (су бойынша
адсорбциялық сыйымдылығы 34-38%) және көп мөлшердегі микрокеуектердің (1-2
м 2г), макрокуектердің (18-21 м 2г) болуы сүзгіш центрифугаларда сүзгіш
қабырғалардың материалдары ретінде қолдануға болатынына назар аударған.
Сүзгіш қабырғалардың негізгі қасиеттері өтімділік коэффициенті болып
табылады. Өтімділік коэффициентін анықтайтын тәжірибелік құрылғының сызбасы
келтірілген [46].
Модельді ерітінділерден пүшәнді сіңірудегі цеолиттердің қабілеті
зерттелген. Биотестілеу әдісімен анықталғандай, Na3As04 ерітіндісінің
улылығы активті цеолиттермен әрекеттескенде төмендеген. Краснояр өлкесінің
(ЖШҚЭтнаком), Сахалин кен орнының табиғи цеолиттерін адсорбенттер
ретінде қолданған. В. М. Кан бойынша цеолиттерді активтендерген. Басқа
нұсқада, алдын ала қыздырылған және концентрациясы 1 гдм3 гумин
ерітіндісінің Powhumus дәрі-дәрімегімен (немесе Powhumus орнына осы
концентрациядағыГумат-80 қолданған) сіңірілген цеолитті алыған. Бақылау
ретінде пүшәннің гуминді дәрі-дірімегінсіз немесе басқа да реагентсіз
қыздырылған цеолитпен байланысының эффективтілігін бағалаған. Ерекше
эффективті болған Na3As04 сулы ерітіндісінен В.М. Кан әдісі бойынша
активтелген цеолиттің элиминирленгені. Цеолиттің осы үлгілері максималды
сорбциялық сыйымдылыққа ие болды, пүшән тұзды ерітінділерінің улылығын
төмендеткен [47].
77 К кезінде Н2 және N2 газдарының адсорбциясы әдісі мен ИҚ-
спектроскопиясы көмегімен ZSM-5 кеуекті кеңістікті цеолитте мысқұрамды
компонеттердің таралуын зерттеген. Үлгілерді иондық алмасу және
сусыйымдылық сіңіру әдістері арқылы синтездеген. Мысқұрамды кластерлердің
орналасуы мезокеуектер бетінде жүрген, цеолиттің нанокристалды
қаптамаларынан пайда болған. Осы N2 молекуласы үшін микрокеуекті
каналдардың жартылай жабылуына алып келсе, Н2 молекулалары үшін каналдардың
жетімділігі өзгерген жоқ. Цеолиттің құрылымдық каналдарында мыс иондарының
маңызды шоғырлануы байқалмағандығы туралы қорытынды жасалды. ИҚ-
спектроскопиясы мәліметтері бойынша, CuZSM-5 катализаторларындағы мыс
иондарының сорбциясы алюминийдің қаңқаларынан тыс жүріп, цеолит кристалының
бетінде Al-OH-Al және терминалды Al-OH топтар, сонымен қатар терминалды Si-
OH топтарының көпіршелерін түзеді [48]. Хонгуруу кен орнының табиғи
цеолитінің адсорбциялық қасиеті және модификацияланған формалары зерттелді.
Тікелей тәжірибеде Хонгуруу кен орнының цеолиттерін мұнай, мұнай өнімдерін
және мұнай құрамды суларды тазартуда сорбент ретінде қолдану болатынын
көрсетті [49].
Қалдық суларды тазарту туралы мәселелер қарастырылуда және оларды
жақсарту жолдары ұсынылып жатыр. Сонымен қатар, түрлі кен орындарының
цеолитқұрамды тұқымдастарының адсорбциялық қабілеті сипатталады. Қалдық
суларды эффективті тазарту мәселелерін шешу үшін цеолиттерді тазартудың
технологиялық сызбасына кіргізуді ұсынып отыр [50].
Келтірілген әдеби шолудан, цеолиттердің құрылымы мен қасиеттерін
зерттеуге қатысты жұмыстар үлкен жетістіктерге жеткен. Осы адсорбция мен
катализдің теориялық және қолданбалы сұрақтарын түрлі физика-химиялық
әдістерді қолдана отырып шешеді. Осындай минералды тасмалдаушылардың
спецификалық және ерекше қасиеттерінің арқасында, түрлі заттармен
модификациялау негізінде ары қарай технологияда және қоршаған ортаны қорғау
мәселелерінде зерттеулер жүргізуге итермелейді.
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
Табиғи цеолитті ұсаттық және 0.25-1.50 мм өлшемдегі фракцияларын
таңдадық. Активтеуді құрылымсыз, жеңіл жуылатын қышқыл қалдықтарын жою үшін
10% HCl ерітіндісімен бір кун жүргіздік. Алюмосиликатты үлгілерді 120оС –
де 2 сағат бойы кептірдік.
2.1 Модификацияланған табиғи сорбенттердің құрылымын зерттеу
әдістері
Ауада аниониттердің термототықтырғыш тұрақтылығын термогравиметриялық
анализ әдісі арқылы анықтады. Эталон ретінде қыздырылған оксид алынды.
Термиялық анализды METLER TOLEDO STAR құралында келесі жағдайларда
жасадық: температура интервалы 50-1000 0С, қызу жылдамдығы 10 градмин,
үлгі, г, эталон α-Al2O3, ауа ортасы. Зерттеуге ауа-құрғақ пішіндегі цеолит
туф үлгілерін түсірдік.
Сорбенттер құрылымының рентгенографиялық зерттеуін рентген
дифрактометрі ДРОН-3 (Fe- немесе СuКα- сәулелендіру) мен электронды
–есептеуіш ПР-14 М құралы арқылы жүргіздік. Үлгілерді ұнтақ түріне дейін
үйкеп, шыны табаншасына жақтық. Рентгенограмманың тіркеуін 3-тен 30о
диапазон ( аралығында үзбей сканирлеу арқылы диаграммалық жолақшаға қисық
шашыратуды жаза отырып жасадық.
Үлгілердің ИҚ-спектрін Фурье-түрленуі мен UR-20 бар NIKOLET – 5700
спектрофотометрінде, KBr таблетка көмегімен 400 - 4000 см-1 облысында
тіркедік. Қатты үлгілердің спектрін ұнтақтәрізді үлгілерден (0.5-1.0 мг),
таблеткаға престеп, оптикалық таза КВr - мен (200-250 мг) түсірдік. Сұйық
заттар үлгілерінің ИҚ-спектрлерін KRS пластинкалар арасында жаздық.
Модификацияланған үлгілердің ЯМР 27Al спектрін BRUKER–СХР-500
спектрометрінде магиялық бұрыштан сыртқы магниттік өрісінде 14 кГц
жылдамдықпен үлгілерді айналдыру арқылы алдық. Түсірердің алдында үлгілерді
агаталық ступкада үйкеледі. Химиялық жылжуды Al2О3 сыртқы стандарт ретінде
өлшедік.
Адсорбциялық-құрылымдық сипаттамалар
Сорбенттермен сұйық азот буларының адсорбциясы мен десорбция
изотермасын ASAP-2010 құралында түсірдік, құрал жүйесі тәжірибені автоматты
түрде ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Химия және химиялық технология факультеті
Нұрахмет Назерке Бауыржанқызы
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
ТАБИҒИ ЖӘНЕ БЕЛСЕНДІРІЛГЕН ЦЕОЛИТТІҢ ФИЗИКО-ХИМИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІН ЗЕРТТЕУ
"5B060600-Химия" мамандығы
Алматы 2015
Қазақстан Республикасынын білім және ғылым министрлігі
Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Химия және химиялық технология факультеті
Қорғауға жіберілді
______________ 2015 ж.
Химиялық физика және материалтану
кафедрасының менгерушісі
х.ғ.к., ___________М.І.Төлепов
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: ТАБИҒИ ЖӘНЕ БЕЛСЕНДІРІЛГЕН ЦЕОЛИТТІҢ ФИЗИКО-ХИМИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІН
ЗЕРТТЕУ
"5B060600-Химия" мамандығы
Орындаған Н.Б.Нұрахмет
Ғылыми жетекші х.ғ.д., А.М.Акимхан
Норма бақылаушы: Б.У.Рахимова
Алматы, 2015
РЕФЕРАТ
Дипломдық жұмыс 49 беттен, 9 суреттен, 4 кестеден, 71 әдебиет
көздерінен тұрады.
Кілт сөздер: ЦЕОЛИТ, АКТИВАЦИЯ, ҚҰРЫЛЫС, МОДИФИКАЦИЯ.
Жұмыстың мақсаты: Табиғи және активтелген цеолиттің физико-химиялық
қасиеттерін рентгенофазалық анализ, потенциометрия, кеуектілік, ЯМР-
спектроскопия әдістерімен зерттеу.
Жұмыс барысында табиғи және белсендірілген цеолиттің қышқылдық
негіздік, адсорбционды, құрылымдық қасиетттерін әр түрлі физико-химиялық
әдістермен зерттедік.
Рентгенспектральді, рентгенографиялы және термогравиметриялық анализ
арқылы Шанханай кен орнының табиғи цеолитінің құрамы мен термотұрақтылығы
анықталды. Ол SiAl қатынасымен сипатталып, 3.8 тең болады және жеткілікті
жағдайда жоғары термотұрақтылыққа ие. Табиғи цеолиттің қышқылдық активтеуі
жүргізілді және оның сутектік формасы сілті ерітіндісімен титрленеді және
күшті қышқылды гидроксилді топқа ие. Физика-химиялық әдістермен Шығыс
Қазақстан облысының табиғи шунгитінің қасиеттері мен құрамы зерттелді.
Нәтижелер дәлелдегендей ол әлсіз қышқылды полифункционалды катион болып
табылады. Анықталғандай, табиғи цеолит мезокеуекті құрылыммен сипатталады,
ал минералды қышқылмен активтеу микроқуыстардың пайда болуына алып келеді.
Нақ жұмыс шекарасында минералды қышқылмен өңдеу арқылы құрылымдық
адсорбциялық қасиеттері анықталған үлгілер алуға болады. Жалпы цеолиттердің
деалюминирлеу үдерісін зерттеу нәтижелері көрсеткендей, SiAl қатынасының
артуымен цеолиттің белсенділігі өседі. Модифицирленген цеолит үлгілерінің
ЯМР 27Al спектрлері көрсеткендей, тетраэдрлік координациядағы (56 м.д.)
алюминий атомының белгілерімен бірге, химиялық ауытқудың мөлшерімен бірдей
3 және 11 м.д. белгілері бар, оттек бойынша октаэдрлік қоршауындағы
алюминий атомдарын сипаттайды. Жалпы алғанда, алюминий атомдарының
жартысынан көбі декатиондаудан кейін цеолитті қаңқа құрамныда қалады.
РЕФЕРАТ
Дипломная работа состоит из 49 страниц, 9 рисунков, 4 таблицы, 71 источника
Ключевые слова: ЦЕОЛИТ, АКТИВАЦИЯ, МОДИФИКАЦИЯ, СТРУКТУРА.
Целью работы является исследование физико-химических характеристик
природного и активированного цеолита с использованием метода
рентгенофазового анализа,потенциометрии,порозиметрии ,ЯМР-спектроскопии.
В процессе работы исследованы структурные, кислотно-основные,
адсорбционные характеристики природного и модифицированного цеолита
различными физико-химическими методами.
Методами рентгеноспектрального, рентгенографического и
термогравиметрического анализов изучен состав и термоустойчивость
природного цеолита Шанханайского месторождения. Показано, что он
характеризуется соотношением SiAl, равным 3,8 и обладает достаточно
высокой термостабильностью, а также является слабокислотным
полифункциональным катионитом. Установлено, что природный цеолит
характеризуется мезопористой структурой, а кислотная активация минерала
приводят к разработке микрополостей. В целом исследования деалюминированных
цеолитов указывают на возрастание активности цеолита по мере увеличения
соотношения SiAl. Показано, что в спектрах ЯМР 27Al модифицированных
образцов цеолита присутствуют наряду с сигналами от атомов алюминия в
тетраэдрической координации (56 м.д.), сигналы с величиной химического
сдвига 3 и 11 м.д., характеризующие атомы алюминия в октаэдрическом
окружении по кислороду. Рост декатионирования минерала приводит к
увеличению интенсивности сигнала от атомов алюминия в октаэдрической
координации. В целом преимущественная часть атомов алюминия и после
декатионирования остается в составе цеолитного каркаса.
ABSTRACT
Details on the amount of work: Diploma thesis consists of 49 pages, 9
figures, 4 tables, 71 references.
Keywords: ZEOLITE, ACTIVATION, MODIFICATION, STRUCTURE.
The purpose of work is research of physical and chemical
characteristics of the natural and activated zeolite with use of a method
of the X-ray phase analysis, a potentsiometriya, porozimetriya, nuclear
magnetic resonance spectroscopy.
In the course of work structural, acid and main, adsorptive
characteristics of the natural and modified zeolite are investigated by
various physical and chemical methods.
Methods of X-ray spectral, radiographic and thermogravimetric analyses
studied structure and heat stability of natural zeolite of the
Shankhanaysky field. It is shown that it is characterized by SiAl ratio
equal 3,8 and possesses rather high heat stability, and also is a
slabokislotny multifunctional kationit. It is established that natural
zeolite is characterized by mesoporous structure, and acid activation of a
mineral lead to development of microcavities. In general researches the
dealyuminirovannykh of zeolites indicate increase of activity of zeolite in
process of increase in a ratio of SiAl. It is shown that in nuclear
magnetic resonance ranges 27Al the modified samples of zeolite there are
along with signals from atoms of aluminum at tetrahedral coordination (56 m
of), signals with the size of chemical shift of 3 and 11 m of
characterizing atoms of aluminum in an octahedral environment on oxygen.
Growth of a dekationirovaniye of a mineral leads to increase in signal
strength from atoms of aluminum in octahedral coordination. In general the
primary part of atoms of aluminum and after a dekationirovaniye remains as
a part of a tseolitny framework.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 8
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 10
1.1 Цеолиттердің құрамы мен құрылысын зерттеу және ауыл 10
шаруашылығында,өндірісте, катализде қолданылуы
1.2 Цеолиттерді сорбент ретінде қолдану 17
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ 22
2.1 Модификацияланған табиғи сорбенттердің құрылымын зерттеу 22
әдістері
2.2 Потенциометрлік титрлеу әдісі арқылы сорбенттердің 22
қышқылдық-негіздік сипатамаларын зерттеу
3 НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ТАЛДАУЛАР 24
3.1 Табиғи және активтелген цеолиттердің физика-химиялық 24
қасиеттерін зерттеу
3.2 Табиғи цеолиттің ионалмасу қасиеттерін зерттеу 39
ҚОРЫТЫНДЫ 43
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 44
ҚЫСҚАРТЫЛҒАН СӨЗДЕР
Ц – цеолит
ИКС - инфрақызыл спектроскопия
ТГ – термогавиметрия
ДТА –дифференциалды-термиялық анализ
SБЭТ-беттік аудан, м2г
d – бөлшек диаметрі, мм
d001 – табаншааралық қашықтық, Å
t – температура, оС
τ – уақыт
pK( – функционалдық топтардың диссоциация константасы
(- толқын саны, см-1
КІРІСПЕ
Цеолиттің ашылуы – бейорганикалық материалдардың жаңа классы –ғылыми
зерттеулердің кең ауқымында дамуына және осы қосылыстардың түрлі өндіріс
салаларында қолданылуына алып келді. Өткен ғасырдың 20-30 жылдардың
өзінде–ақ рентгенқұрылымды зерттеулердің нәтижесінде дегидратталған
цеолиттірдің түрлі заттардың молекулаларын жұтуы кристалдық қанқаның
микрокеуекті құрылымына байланысты екендігін дәлелдеді.
Қасиеттері мен мүмкіндіктері ғылымның түрлі облыстарында зерттелуде:
бейорганикалық, органикалық, физикалық және коллоидтық химияда, биохимияда,
минералогияда, геологияда, беттік химияда, катализде және т.б.
Цеолиттердің түрлі қолдану аймағының ішінен қалыпты парафиндік
көмірсутектерді тазартуды, көмірсутектердің каталитикалық реакцияларын,
радиоактивті изотоптарын шығару, катализаторлар үшін тасмалдағыштарды алу,
ферментердің бөлінуі, атмосфераны ластайтын қоспаларды жоюды мысал ретінде
айтуға жеткілікті. Зерттеушілердің алюмосиликаттарға қызығушылықтарын
танытуы олардың ерекше қасиеттерге ие болуы: жоғары адсорбциялық қасиетке
ие, каталитикалық іс-әркеттерге, термотұрақты және түрлі химиялық ортада
тұрақты. Салыстырмалы қарапайымдылығы олардың өз құнының төмендігі жалпы
қолдануға қол жетімділігін көрсетеді. Табиғи және синтетикалық цеолиттердің
қасиетін белсенді зерттеу өткен ғасырдың 60-70 жылдарында жүргізілген.
Табиғи цеолиттер Қазақстан мен ТМД да кең тараған және түрлі мақсатта
қолданылатын минералды шикізаттың жаңа түрі болып саналады. Олардың қай
облыста қолданылуы цеолитті шикізаттың минералды-технологиялық типімен
анықталады және сонымен қатар, модификациялау арқылы қосымша құнды
қасиеттер алады. Цеолитті туфтарды дайындау әдістерін, терең байытуды,
түйіршіктеуді, модифицирлеуді мейлінше жетілдіру табиғи цеолиттерің қолдану
облысын кеңейтеді.
Табиғи цеолиттердің ионалмасу қасиетін жүйелі түрде зерттеу
селективті иониттертер ретінде қолдануға жол ашады. Олардың көлемдерімен
алмасуы мен таңдамалылығын анықтау иондарды шығару, бөлу және
концентрлеудегі технологиялық тапсырмаларды шешуге алып келеді. Цеолитті
сорбенттердің ионалмасу үдерісінде қылығын зерттеу (қышқылға тұрақтылыға,
термотұрақтылық, фазалық өзгертулер) оларды мақсатты түрде модифицирлеуге
жетелейді. Цеолиттерді салыстырмалы жеңіл химиялық модифицирлеудің
арқасында кең ауқымда олардың құрылымдары мен қасиеттерінің өзгерістерін
бақылауға жол ашады. Осы жағдай олардың табиғи сорбциялық әрекеттесулерін,
молекулалы-ситалық эффектілерін зерттеудегі қолайлы объект ретінде алуға
болады. Осындай көп зерттеулер көбіне синтетикалық цеолиттерде жүргізілген.
Аталған минералдардың табиғи формалары аз зерттелген, олар күрделі және
тұрақсыз құрамы бойынша көпқұрамды жүйелер болып есептеледі. Физико-
химиялық қасиеттері тұқымдықтағы цеолитті фазаның болуына, катионалмасу
формасының типіне және қоспа сипаттамаларына байланысты. Тұқымдықта бірдей
цеолитті фазаның болуы жеке үлгілердің қасиеттерінің сәйкес болмауы
байқалады.
Қазақстандағы цеолитте арасында үлкен назарды Шанхандық жоғары
кремнеземды цеолитіне тиесілі, спецификалық физико-химиялық қасиеттері мен
үлкен кен орынының арқасында зерттеушілердің түрлі үдерісте пайдалану
мақсатында қызығушылықтарын тудырып отыр.
Жұмыстың мақсаты табиғи және белсендірілген цеолиттердің физика - химиялық
қасиеттерін зерттеу.
Жаңалығы: табиғи және модифицирленген цеолиттердің құрылымдық, қышқылдық-
негізідік, адсобциялық сипаттамалары түрлі физика-химиялық әдістермен
зерттелді.
1 ӘДЕБИ ШОЛУ
1.1 Цеолиттердің құрамы мен құрылысын зерттеу және ауыл
шаруашылығында,өндірісте, катализде қолданылуы
Цеолиттер полигидратты алюмосиликаттар бола отырып, көп каналды тығыз
кристалдық қаңқаға ие, өлшемі 3-12 Å, молекуланың түгел қаңқасы арқылы
өтіді және оның көлемінің 50 % құрайды. Соның арқасында, ерекше дамыған
беттік аудан мен кеуектілікке ие. Қабырғалары SiO4 және AlO4
тэтраэдрлерінен құралған, ортақ оттек атомы бар. Осы жұмылған тэтраэдрлер
өзара байланысқан сақиналарды түзеді, олар кубоктаэдрлі бірлік құрылымға
кіреді, төрт сақинаның алты сақинасынан және алты тэтраэдрдің сегіз
сақинасынан құралған.
Цеолиттерің құрылымы мен химиялық бетін зерттеу үшін, сонымен қатар
теоретикалық және қолданбалы адсорбцияға және катализге қатысты сұрақтарды
зерттеуде түрлі әдістер қолданады. Спектральді әдістер құрылымдар туралы
және тасмалдаушылардың қасиеттері мен белсенді орталықтары туралы
ақпараттар береді.
Метанолдың көмірсутегіне каталитикалық айналуы зерттелген. Үдерістің
өту моделі ұсынылды және осы моделдің параметрлері анықталды, ол метанолдың
айналуы мен аралық өнімдердің түрлі молекулалық массадағы көмірсутектерге
айналғанын анық сипаттайды[1].
Көмірсутектотықтырғыш микроағзаларды, цеолиттер мен торфминералды
композициялардың конструкциялаудың тәжірибелік-дала жұмыстарының нәтижелері
келтірілген. Цеолитті қолдана отырып, технологиялық ластаудан кейін
бұзылған жерлерді қысқа мерзімде қайта қалпына келтіруге болатынды
анықталған. Цеолиттің пайдалы қасиеті ретінде мұнай және мұнай өнімдерін
сорциялау мүмкіндігі, топырақ микроағзаларын адсорбциялау, топырақ
құрылымын жақсарту, топырақ пен өсімдіктерді минералды компоненттермен
қамтамасыз ету болып табылады. Цеолитті көмірсутектотықтырғыш бактериялар
үшін табанша ретінде пайдалану 2-3 есе тез мұнай компоненттерін
утилизациялауға болады [2].
in situ спектркинетикалық әдісін қолдана отырып, этанолдың цеолитті
катализаторларда айналу реакциялары зерттелген. Реакция жағдайында
зерттелген катализаторларда негізгі интермедиаттар ретінде этокситоптар
және полиенді құрылымдар (тығыздаушы өнімдер) болып саналады. Төмен
температурада газды фазада этанол қатысында этокситоптар биомолекулалық
механизм бойынша диэтилді эфирге айналатыны көрсетілген. 200°С
температурадан жоғары этокситоптардың айналу сипаттамасы өзгереді, олар
полиенді құрылымның бетінде пайда болатын көзге айналады және өз кезегінде
күрделі көмірсутектерге айналады [3].
Бірінші рет соңғы 15-20 жыл арасындағы синтездеу мен сапаның негізі
көрсеткіштері– кристалдау дәрежесі, H2O, RSH, H2S, CO2 и C6H6 бойынша
адсорбциялық көлем, байланыстырушы заттарсыз түйіршіктері тұтас
кристалдардың өсімшелері ретінде болатын А және Х цеолиттерінің механикалық
беріктігі туралы мәліметтер жарық көрді. Олардың синтездеу нұсқалары
қарастырылған. Осы кристалдық алюмосиликатты микро, мезо және макрокеуекті
материалдарды байланыстырушы материалдары бар цеолитқұрамды
адсорбенттерімен көрсетілген көрсеткіштері бойынша салыстыру жүргізілген.
Адсорбциялық үдерісте кең қолданылатын байланыстырғыштары бар цеолиттерден
байланыстырушысы жоқ түйіршіктелген А және Х цеолиттердің механикалық
беріктігі мен адсорбциялық көлемі анағұрлым артық болып шықты.Осы цеолитті
материалдарды дайындаудың әдістері тәжірибелік-өндірістік зерттеуден өткен,
ал кейбірі ААҚ Сальват катализатор заводында (синтетикалық цеолиттер:
NaА-БС СТО 05766575-109-2008, КА-БС ТУ 2161-126-05766575-2005), ААҚ
Ишимбай арнайы катализаторлардың химиялық заводында [CaA-У (5А) ТУ 2163-
004-05766557-97, цеолит KA-У(жақсартылған)(3А) ТУ 2163-006-05766557-98,
цеолит NaA-У(жақсартылған) (4А) ТУ 2163-003-05766557-97] және ААҚ Реал
Сорб молекулалық сит заводында (NaА ТУ2163-005-21742510-2004, KА-НПГ ТУ
2163-009-21742510-2005, СaА-НПГТУ 2163-006-21742510-2004) ендірілген. Осы
облыста зерттеудің негізі бағыттары жобаланды, болашақ перспективте [4].
Клиноптилолиттің физика-химиялық қасиеттірі оның минералдық
және химиялық құрамына, модификациялау әдісіне, өңдеу жағдайында, табиғаты
мен ішкі кристалдық позициялар бойынша шоғырланған катиондардың сандық
қатынасына тәуелді [5].
Табиғи клиноптилолиттің құрылымы мен тұрақтылығына NH4Cl және HCl
ерітінділердің көмегімен өңдеудің әсері зерттелген[6]. Модификациядан кейін
элементарлы ұяшық өлшемі азаяды және термиялық тұрақтылық төмендейді. 0.25
және 2 н HCl ерітінділерімен модификациялағанда бетте апротонды қышқылдық
орталықтардың концентрациясы өседі, 12 н қышқылмен өңдегенде керісінше
төмендейді.
Клиноптилолит табғи цеолит қатысында табиғи газ гидраттарының
механикалық айналуларының зерттеу нәтижелері көрсетілген. Цеолитті
қатысында табиғи газ гидраттарының механикалық активтеуі кезінде ұзын
тізбекті және оксоқосылыстары бар қалыпты алкандар түзіледі. Табиғи
газдыдың гидратын механоактивтеу кезіндегі көмірсутектердің түзілуі
бренстедті қышқылдық орталықтар мен цеолиттің катиондарымен алмасуының
синергетикалық эффектісімен түсіндіріледі[7].
Суыққа тұрақты каучук негізінде жасалған, солтүстік жағдайларында
эксплутацияланған тау кен техникасына арнайы жасалған тығыздалған
резеңкелердің нәтижелері көрсетілген. Планетарлы АГО-2 диірменінде табиғи
цеолитпен активтелген резеңкені модификациялау арқылы материалдардың
эксплутациялық қасиетін арттыру ұсынылды. Құрылымдық әдістер арқылы
толтырғыштардың механохимиялық активтеу кезіндегі үдерістері зерттелді.
Цеолиттер резеңке құрылымы мен қасиеттеріне полифункционалды әсер ететіні
анықталды. Жасалған резеңкелерге РФ патент алынды, олардың өндіріске
енгізуі кішіНордэласт өндірісінде жүзеге асып жатыр [8].
Рентгенфазалық анализ бен ИК – спектроскопия әдістері арқылы
Забайкальск кен орнының цеолитқұрамды тұқымдығының құрамы расталды, құрамы
кальций гейландитінен Ca[Al2Si7O18] · 6H2O және калий шпаты КАlSi3O8
қоспасынан тұрады.
Цеолит-никельдің сульфатының сулы ерітіндісі жүйесінде адсорбциялық
тепе-теңдіктің уақыты зерттелген. Лэнгмюр теңдеуі бойынша түрлі
температуралық режимдерде адсорбция өлшемінің шегі анықталған. Табиғи
цеолиттерде никель (ІІ) катиондарынының адсорбция үдерісде термодинамикалық
және кинетикалық көрсеткіштері есептелді [9].
Баккорстостан Республикасында тілмелі асқорыту және зонада бұқалардың
нақаралық айырбастауы, кобальт, мыс, мырыш, йод бойынша
жетіспеушіліктерінің заңдылықтары зерттелген. Тузбек кен орнының табиғи
цеолиттерінің химиялық құрамы зерттелді және тілмелі асқорыту үдерісіне
және жекелей биотринді қоректендіру фонына әсері зерттелді. Тілме
құрамындағы ЛЖК концентрациясының өзгерісі мен рН көрсеткіші қоректендіру
жиынтығы мен қоректік заттар рационының қатынасына сызықты тәуелді. Биотрин
мен цеолиттің әсері өсуге, бұқалардың дамуына, ет сапасына әсері жеке
анықталған, биотрин мен цеолитпен қоректендірудің оптималды нормалары
жасалды және олардың экономикалық мақсатта тиімді пайдалану.
Бұқа ағзасындағы азот үдерісінің метоболизміне әсер еткен қорек
рационына ақуыз-минералды қосындыларды пайдаланылуы. Биотрин мен цеолиттің
1:1, 2:1 қатынаста қолданылуы макро және микроэлементтердің оңтайлы
балансын қамтамасыз етеді және ағзаның алмасы үдерісінде қолдануға болатын
көрсетеді. Биотрин мен цеолитті бұқа рационыда өсіру және қоректендіру
периодында қолдану арқылы тірі массаның өсуі, қорекке кететін шығындардың
бірлік өнімге азаюы байқалды. Тәжірибелік жануарларда протеин
конверсиясының коэффициенті мен тағам ақуызындағы энергия қоры және сиыр
энергиясы жоғары болды, бақылау жануарларынан гөрі [10].
Тиман (Коми Республикасы, Ресей) анальцимқұрамды тұқымдарының физика-
химиялық қасиеттері мен заттық құрамы Закарпатья (Украина) клиноптилолит
туфымен салыстырылды, өндірісте, ауыл шаруашылығында және қоршаған орта
қолданылуы көрсетілген [11].
Бөлме температурасына сутектің адсорбциясын анықтау үшін палладиймен
активтелген табиғи клиноптилолитке оңай әдіс табылды, қатты денеде
өндірістік термогравиметриялық аппарат арқылы жұтылған сутек көлемін
есептеуге болады. Әдіс 2 қадамнан тұрады: инертті газда материалды тазалау
(аргон, азот) үлгіні 200 °С (300 °С) температурадан бөлме температурасына
дейін суыту кезінде сутекті сіңіру. Ұсақ түйіршікті цеолитті үлгілер көп
мөлшерде сутекті сіңірді -7%, платинамен активтелген цеолит үлгілері төмен
нәтиже көрсетті. Аргон атмосферасында цеолитті қыздыру арқылы, материалдың
кеуекті құрылымын активтейді, онда бөлме температурасына дейін суытқанда
сутектің инкапсуляциясы жүреді. Катализатор эффектісі (платина) спилловер
эффектісімен түсіндіруге болады, үдеріс кезінде табиғи клиноптилолиттің аз
кеуекті фракциялары қатысқан жағдайда (кварц және мусковит) [12].
Цеолитті мембранада гелийдің массатасмалы көмірсутек н-гексанның және
бензолдың парциалды қысымының функциясы ретінде өлшенді. Гелийдің масса
тасмалдауы молекулалық динамиканың моделдеуі арқылы есептелді, цеолитті
кеуектердің көмірсутекпен қанығуы үлкен канондық таратылуға арналған Монто-
Карло әдісі арқылы алынған адсорбциялық изотермалар көмегімен бағаланды.
Алынған нәтижелер тәжірибеге жақсы сәйкес келеді [13].
Тікелей айдалған бензиннен жоғары октанды бензинді алу мақсатында
вольфрамның гетерополиқосылыстарымен модифицирленген ZSM-5 цеолитінің
қышқылдық және калитикалық қасиеттері зерттелді.
Цеолитке кобальт вольфрамвисмутты гетероқосылыстарын және темірдің
вольфрамфосфатын 1-3 мас. % қосқанда, жоғары октанды бензиндердің шығымын 5-
10% және алкилароматты көмірсутектерін 5-7% арттырады, тікелей айдайған
бензинмен Н-ЦКЕ-Г бастапқы цеолитімен салыстырғанда.
Тікелей айдаған безиннен жоғары октанды бензинді алу үдерісінде кобальт
вольфрамвисмутты гетероқосылыстарымен, кобальт вольфрамфосфатымен, темірдің
вольфрамфосфатымен модифицирленген цеолитті катализаторлардың қышқылдық
және каталитикалық қасиеттері арасындағы байланыс анықталды [14].
Экологиялық жағдайдың нашарлауы, мұнай қорының азаюы жаңа энергия көзін
қолдануға жол ашады – биошикізатынан алынған альтернативті энергия
тасмалдаушылар. Сұйық отынның алмастырушысы ретінде биоспирттер, биоэфирлер
және биодизельдер қолданылуы мүмкін. Берілген мақалада FAU цеолитті
құрылымда биобутанолдан автокөлік немесе дизель отынының компоненті ретінде
дибутил эфирін алу жолы қарастырылған. Y цеолитті үлгілеріне температурамен
әсер еткенде дибутилэфирдің шығымын зерттеу, салыстыру үшін сульфокатионит
КУ-2ФПП нәтижелері келтірілген. Негізі үдеріс көрсеткіштеріне
сульфокатионит КУ-2ФПП салыстырғандаY цеолитінің химиялық құрамының әсерін
анықтау [15].
Жұқа органикалық синтез өнімдерін, агрохимиялық қосылыстарды,
фармацевтикалық дәрілік заттарды және ароматизаторларды алу үшін анизолды
ацилирлеу өндірістік маңызды реакция болып табылады. Көбінесе осы реакцияны
AlCl3, FeCl3, ZnCl3, HF және т.б., каталитикалық жүйелер қатысында жүзеге
асырады, осы жүйелерді қолдану көптеген қиындықтарға алып келеді, мысалы:
көп мөлшерде катализатор қосу керек, коррозия мәселесін шешеді,
қауіпсіздік, қалдықтарды жою және материалдарды тасымалдау. Сол себептен,
көптеген дәстүрлі гомогенді катализаторлардың орнына қатты қышқылдық типті
катализаторлар келді, H-Beta және H-ZSM-5 сияқты. Ұсынылып отқан жұмыста H-
Beta, H-ZSM-5 және H-Y катализаторларында сұйық фазалы анизолды ацилирлеу
сипатталған, сонымен қатар, үдерістің негізгі параметрлеріне: температура,
реакцияның жалғасуы, реактанттардың мольдік қатынасы, катализатор табиғаты,
цеолиттердегі SiAl қатынасысын, катализатор мөлшерін, оның тұрақтылығын
макродеңгейде оптимизациялау жүргізілді [16].
Даш-Салахлин кенорнының табиғи цеолит-диатомиттен жаңа қатты
тасмалдаушы Азхром-ИХП жасалды, ол этилксантогенат, 2-тиофенолдар,
тиирандар сияқты жоғары қайнайтын органикалық қосылыстарын анализдеуде
қолданылады. Жаңа қатты тасмалдаушыны бу фазалық хроматографияда қолданған
жағдайда ұстау уақыты азаяды және шыңдардың симметриясы жақсарады.
Азербайджанның табиғи цеолиттерінің адсорбциялық сипаттамалары буфазалық
хроматографияда адсорбент ретінде және қатты тасмалдаушы ретінде зерттелді.
Модифицирлей отырып, түрлі тұздар мен қышқылдармен бөлу арқылы адсорбциялық
қабілетін ұлғайтты және түрлі органикалық қосылыстар мен газдарды бөлу
кезінде пайдаланылды. Бу фазалық хроматографияда адсорбент және қатты
тасмалдаушы ретінде табиғи және модифицерленген цеолиттерді қолдану тиімді
екені көрсетілді [17].
Принс реакциясы бойынша таңдамалы каталитикалық 1,3- диоксанның пайда
болын теориялық әдіспен алғаш рет Ca х[Al 2хSi yO z]·nH 2O типті цеолит
және көміртек нанотүтікшесін (КНТ) қолдана отырып көрсетті. Молекулалық
динамика әдісі бойынша, жоғары талғампаздық КНТ диаметр мәні 9.4-10.9 Å
немесе цеолиттердің кеуек қимасы 5.1-5.4 Å тең болғанда байқалады.
КНТ түрлі диаеметр мәндерінде 1,3-диоксандар мен гидратталған
пирандардың тұрақталуының максимум өту жағдайының пайда болу реакциясы
байқалады [18].
Сулы ерітіндіден NaA және NaX кеуект цеолит матрицасына нитрит және
натрий нитратының нанобөлшектері ендірілді. Зерттелген үлгілердң
сипатамалары электронды микроскоп, диффузды шағылысу спктроскопия және
электрлік өлшемдер көмегімен арқылы алынды. Цеолит негізіндегі үлгілердің
нанокомпоненттерінің өлшемді эффектісі талқыланды [19]. 2.54 гГц
микротолқынды пештегі СаА цеолитінің дигидратациясының үдерісі зерттелді.
Дегидратация цеолитті қаңқалардың құрылуымен және кристаллиттің өлшемінің
өзгерімен, аморфталумен жүреді[20].
Қозғалтқыш майымен өңделген цеолиттің жылуфизикалық және эксплутациялық
сипаттамаларына, политетрафторэтилен негізіндегі композит құрымына әсері
зерттелді. Алдын ала М-8В қозғалтқыш майымен сіңірілген, ПТФЭ-ні цеолитпен
толтырған кезде, ескіру массасының жылдамдығы 600 есе үйкеліс коэффициенті
2 есе төмендейді. Қиыр Солтүстіктің жұмыс жабдықтарына арналған түрлі
тағайындаудың үйкеліс бөлімшелері үшін әзірленген жаңа материалдар жасалған
[21].
Сіңіру әдісі арқылы мырышпен модификацияланған жоғарыкремнеземды ZSM-5
цеолитінде этанның ароматттық көмірсутектерге конверсиясы зерттелген.
Аммиактың термобағдарламалақ дессорциясымен, кең ауқымдағы сәулелендруші
микроскоппен, рентген сәулелендіру спектроскпия көмектерімен Zn құрамды
цеолитті катализатордың түрлі кезеңдегі этан конверсиясы және табиғаты мен
активті фазалардың таралымы, оның бетіндегі кокс тұнбалары зерттелді.
ZnZSM-5 катализаторы этанның ароматты көмірсутекке айналу үдерісінде өзін
жоғары белсенділігімен және тұрақтылығымен сипатталды [22].
Жұмыстың мақсаты [23] болып, сиыр қорегіне жайылым кезінде тілімінің
микробиологиялық ақуыз синтезіне, өнімділік пен сүт құрамына цеолиттің
әсерін зерттеу болып табылады. Осы үшін сиырлардың үш тобы жасалды, шығу
тегі, жасы, лактация уақыты бір. Бақылау сиырлары және І, ІІ топтағы
сиырлар мамыр-маусым уақытысында жас шөптері бар жайылымда жайылды.
Тәжірибелік сиырлар да комбижеммен қоректенді. Келесілердің құрамына келесі
минералды элементтер кіргізілді: натрий, магний, кобальт, мырыш, мыс,
фосфор және сульфур. І тәжірибелік топтағы сиырлардың қорек құрамына
цеолитке тән химиялық құрамы SiO2 - 70,0; Al 2O 3 - 12,0; Fe2O3 - 1,0; FeO
- 0,6; TiO 2 - 0,1; MnO - 0,1; P 2O 5 - 0,1; K2O - 3,1; Na2O - 1,8; SO3 -
0,1; CaO - 7,1; MgO - 4,0 тұратын минералды қоспалармен қоректендірді. ІІ
топтағы сиырларды комбижем құрамына цеолит қосып қоректендірді. І және ІІ
топ сиырларына арналған комбижем құрамындағы минералдар мен цеолиттер
мөлшері жануардың тірі массасына 0.4 гкг есептелді. Сиырлардың жайылымдағы
жасыл шөп-бұршақтары мен цеолиттің комбижемінің арқасына сұйық тліміндегі
аммиак азотының бастапқы қоректену уақытына қарамастан азаюы байқалды. Осы
сиырлардың тілмелі сұйықтығында қоректендіруге дейін және 2, 7, 10 сағаттан
кейін азот аминінің деңгейі төмендеді. Осы жағдайда сиырлардың тілмелі
сұйықтығында 4, 7, 10 сағат тамақтандырудан бұрын ақуызды азоттың құрамы
көбейді, ал 4, 7, 10 сағаттан кейін қоректендіргенде жалпы азот саны артты.
Сиырларды жайлымдағы жасыл шөптермен бірге металл оксидтерінің комбижемімен
және цеолитпен қоректендіру арқылы ортакүндік сүт мөлшері көбейген. Сонымен
қатар, цеолитпен қосымша қоректендірген сиырлардың ақуыз, май, лактоза
құрамы артқан.
Клиноптилолиттің өндірістік маңыздары бар үлкен кен орындары Ай-Дагск
Азербайджанда орналасқан. Клиноптилолит жоғары термотұрақтылыққа ие (Т 973
К жоғары), табиғи цеолиттердің каталитикалық қасиетері крекинг сияқты
өндірісітік үдерістерде зерттелді, ол модифицирленген клиноптилолит
формаларын активті және селективті катализаторлар ретінде қолдануға болады
[24].
NaK –дағы LSX және Na формалардағы цеолиттердің ауа атмосферасында
жоғарытемпературалық өңдеу жағдайында кристалдық торларының тұрақтылығын
зерттеу. NaKLSX және NaLSX цеолиттерін термоөңдеудегі температураның Н2О,
С6Н6 және н-С 7Н 16 тепе –теңдігінің адсорбциялық сыйымдылығына әсерін
зерттеген. NaK –дағы LSX және Na формалардағы цеолиттердің белгілі
өндірістік NaA және NaX цеолиттерімен салыстырмалы термиялық тұрақтылық
анализі жүргізілді. Атмосфералық ауада 650 °C термоөңдеуде NaK –дағы LSX
және Na формадаңы цеолиттер тұрақты, ал 750 °C жоғары болған жағдайда
кристалдық торлардың аморфталуы жүреді [25].
Цеолит тұқымдасынан жататын Lactobacillus, Bifidobacterium
пробиотикалық штамдар негізінде жаңа сұйық иммобилизденген мультипробиотик
жасаудың нәтижелері келтірілген. Қызметін атқарып қойған тасмалдаушы
сорбент Холин кен орнының цеолитіне толық сипаттама берді, штамм-
продуценттердің симбиотикалық және эффективті композициясы жасалды,
пробиотиктің сақтау мерзімінде цеолит қатысындағы штаммдардың сақталуы
зерттелді, сорбент кристалдарымен бактерия жасушаларының әрекеттесі мен
жағдайын бағалау жүргізілді [26].
Ақ күйенің БС-100 маркасына 6-7 сағат бойы 150 -155 оС температурада
алдын ала ұстамының және MOR(кристалдану дәрежесі, дисперстік құрам және
С6Н6 адсрбциялық молекуласы) типті ұнтақтәрізді цеолит үлгілерінің
сипаттамасына кристализация жағдайының, сонымен қатар олардың
метилстиролдың димеризация реакциясының каталитикалық қасиеттеріне әсерлері
зерттелді [27].
Метанолдың диметил эфиріне дейін дегидратациялау үдерісінде катализатор
ретінде цеолитқұрамды тұқымдастардың модифицирленген формаларын қолдану
қарастырылды. Химиялық модификациялаудың катализатордың белсенділігі мен
тұрақтылығына әсерінің зерттеу нәтижелері келтірілген. Морденит және
клиноптилолиті бар модифицирленген тұқымдастарды метанолдың айналуы кезінде
катализатор ретінде қолданудың принципиалды мүмкіндігі көрсетілген. Цеолит
катализаторының сипаттамасына әрбір цеолитті құрамдардың салымдары
анықталды [28].
Композитті микромезокуекті материалдардың қалыптасуына, адсорбциялық
және қышқылдық қасиетіне синтездеу жағдайының әсері РФА, ТПДА және ИҚ-
спектроскопия әдістерімен зерттелді. МСМ-41 және ZSM-5, βeta және МСМ-22
цеолитті фазалар үлгілерінде реттелген кеңістік фазасының болуы
көрсетілген. Синтез жағдайын өзгерте отырып, кеуектілікті, композициялық
материалдардың адсорбциялық сипаттамасын, сонымен қатар типін,
концентрациясын және үлгінің қышқылдық күш орталықтарының таралуын реттеуге
болады. Микромезокеуекті композициялық материалдардың қышқылдық күш
орталықтары мен олардың концентрациясы мезокеуек AlSi-МСМ-41 салыстырғанда
жоғарырақ болады, бірақ біршама бастапқы Цт қарағанда төменірек. Анализ
нәтижелері мен бақылаулар толтырылған жағдайда алынған үлгілер өздері
кеуексіз Цт және AlSi-МСМ-41 екі фазаның механикалық қоспалары ретінде
емес, бір реакциялық ортадағы нанобөлшектердің қалыптасуы кезінде пайда
болған өзіндік композиттер ретінде жорамалдауға мүмкіндік береді [29].
1.2 Цеолиттерді сорбент ретінде қолдану
Гексаметилдисилазанмен модифицирленген табиғи цеолиттің ауыр металдарды
сорбциялаудың механизмдері мен мүмкіндіктері көрсетілен: ионалмасушы және
донорлы-акцептрлі [30].
Адсорбциялық және десорбциялық құрылғысын жасау туралы сипатталған.
Түрлі фракциялық құрамы бар NaX цеолиті мен алюминий оксидінде су
буының адсорбция және десорбция динамикасын зерттеу тәжірибелерінің
нәтижелері мысалға келтірілген және талданған. Массатасмалдау коэффициенті
алынды [31].
Жоғары температура кезінде (≥400 оС) судың тепе-теңдік өлшемі Х типі
цеолиттерде газ фазасында судың қысымына тәуелді болмайды және тек
температурамен анықталады, яғни ұлғайған сайын төмендейтіні көрсетілген.
Адсорбциялық көлемнің тәуелділігі цеолиттің азоттың NaX қалған
ылғалқұрамынан экстрималды сипатқа ие екені анықталған [32].
Камчат аймағындағы Ягоднин кенорнының табиғи цеолитін қолдана отырып
концентрациялары 3.0-тен 27.0 мг-эквл аралықта жататын сулы ерітінділерден
мыс, никель және кобальт иондарын алу үдерістеріне эксперименталды
зерттелді. Сорбциялық көлемнің шектік көрсеткіші анықталды, бос Гиббс
энергиясы есептелді. Алынған нәтижелер көрсеткендей, табиғи цеолит
эффективті сорбент ретінде лас сулардан Cu 2+, Ni 2+ және Co 2+ сіңіріп
алуға болатынына көз жеткізді [33].
Радиоактивті қалдықтарды тазалаудың перспективті әдістері
қарастырылды – цеолит NaA сорбентін қолдана отырып сорбциялық тазалау
жасау. Сілті, селтілі-жер және сирек жер элементтерінің әрекеттері
зерттелген. Цеолит NaA тұзды балқымаларды тазарту кезінде өнімдерді бөлетін
имитаторлар цезиге, стронциге, барий және лантанға қатысты талғампазды
қасиетке ие екені көрсетілген. Келтірілген зерттеулер негізінде сорбциялық
тазартуды цеолит NaA немесе өз қызметін атқарған тұзды балқымаларды
регенерациялау мақсатында оның туындысына жүргізуге ұсынылды, радиоактивті
қалдықтармен жұмыс атқарғанда қолданылатын сусыз әдістер және радиоактивті
қалдықтардың санын қысқартуда пайдаланады. Құрамында бөлу өнімдері бар
тұзды балқымалардың регенерациялау үдерісіне қолданатын сорбциялық
тазартудың жалғасуының жоғарғы шегіне баға берілді[34].
Автокөлікті эксплутациялау кезінде маңызды мәселе болып қоршаған
ортаны іштен жану қозғалтқыштарынан (ІЖҚ) шығатын улы қоспалар мен
газдардан қорғау шараларын жасау болып табылады. ІЖД сұйық отыннан
агрессивті тастамалар көбірек, газды ІЖҚ гөрі. Сонымен, газды отынды ІЖҚ
актуальді мәселе болып табылады. Газды отын табиғи және жасанды болады.
Жасандыға биогазды жатқызуға болады – альтернативті отын көзі. Биогазды
технологияны қолдана отырып, сапалы тыңайтқыштар және биогаз түрінде серік
өнімдер пада болады, ол жанғыш газ ретінде жылу қазандарында, газ
плиталарында тамақ дайындауда, іштен жану қозғалтқыштарында пайдаланылады.
Іштен жану қозғалқыштарында қолдану мақсатында биогазды зиян қоспалардан
тазарту үшін табиғи цеолитті қолдану әдісі ұсынылды. Табиғи цеолиттің
сипаттамасы келтірілген. Түрлі толтырмалары бар фильтрлерде биогазды
тазартудың эксперименталды зерттеулері жасалды. Тәжірибе нәтижелері
келтірілген. Тәжірибе нәтижелері бойынша биогазды зиянды қоспалардан
тазарту мақсатында фильтрлердің түрлі толтырғыштарын табиғи цеолиттен жасау
ұсынылды [35].
Қатпарша астында және үлгі қатпаршасындағы газ температурасының,
ағымды реактордан шығатын және кіретін жылуөткзгіш газының, үлгіден кейінге
газдың құрамының мониторингісі негізінде қатты үлгілердегі
көмірсутектердің адсорбциясын бағалаудың әдістемесі жасалды. Цеолит Н-ЦВМ
мысалы ретінде изобутанның адсорбция және десорбциясы зерттелген, жылу
бөліну мен жұтылумен жүреді, ол цеолиттің қатпаршасындағы температураның
өзгерісімен тіркеліп отырады. Салыстырылған мәліметтер негізінде
изобутанның адсорбциясы мен десорбциясы кезіндегі температуралық эффектінің
өсімі бойынша қорытынды жасалды, адсорбция температурасы 90оС төмен болған
жағдайда изобутанның жартысы Н-ЦВМ цеолитінде берік хемосорбцияланады.
Берік адсорцияланған изобутанды тек ұзақ мерзімде азот тоғын ұстау немесе
90оС жоғары температурада қыздыру арқылы жоюға болатыны анықталған.
Тұрақты температурада изобутан десорбциясының уақытша тәуелділігі
жабындының ұлғаюының бірінші ретті кинетикасымен сипатталады, сызықты
қыздырудағы термодесорбция мәліметтернің арқасында берік хемосорбцияланған
изобутанның десорциясының активация энергиясын бағалауға мүмкіндік берді
[36].
ИК-спектроскопия әдісімен табиғи монокристалды шабазит, анальцим,
мезолит, стильбит, сонымен қатар, клиноптилолит және морденитқұрамды
туфтарда селен (IV) иондарын натрий селенит ерітіндісінің рН және
конценрациясына байланысты сорбция зерттелген.
Клиноптилолит және морденит туфтарында рН 9, 0.1 М натрий селенитін
сорбцияау кезінде селенит және пероселенитті аниондар формасында болады,
цеолитті су молекуласымен сутек байланысын түзеді деген болжам бар.
Стильбит, шабазит және мезолитке қарағанда, анальцимдегі су молекулалары
селенит ионымен сілтілік ортада сутек байланысын құрады да, сұйытылған
ерітінділерде және қышқылдық ортада сутектік байланыс түзу жүрмейді.
Цеолиттердің жартылай десилицирленуі сілтілік ортада және деалюминирлену
қышқылдық ортада жүреді [37].
Ресейдің түрлі кен орындарының табиғи цеолиттерінің басқа да
өндірістік адсорбенттер мен минералдармен Mn (II) ионына қатысты
сорбциялық қасиеті зерттелді. Осы материалдардың сорбциялық сыйымдылығы
Na(I)-модификациясы арқылы үлкейтуге болады. Mn (II) ионының аз
концентрация облысында табиғи цеолиттер синтетикалық катиониттер мен
активті көмірмен салыстырғанда артығырақ болып келеді. Табиғи цеолиттердің
сорбциялық сыйымдылығы температура ұлғаюымен артады [38].
Түрлі катиондармен модифицирленген табиғи линоптилолитте улы калий
(ІІІ) гексацианоферратының адсорбциясы зерттелген. Аg- клиноптилолит ең
жақсы ГЦ қатысты активтілігіне ие екені анықталды. Аg- клиноптилолитте ГЦ
адсорбциясы цеолит бетінде берік байланысқан калий (ІІ) гексацианоферрат
пен күміс комплекстірінің түзілуімен жүреді. Аналин ерітіндісінде ГЦ және
Аg- клиноптилолитмен әрекеттесуі болмаған жағдайда, композициялық сорбент
аналинді адсорбциялау қабілетіне ие болады [39].
77 К кезінде Н2 адсорциясына қатысты AlPO-5, AlPO-31, AlPO-11, AlPO-36
және AlPO-8 алюмофосфатты цеолиттердің сорбциялық қаситтері зерттелді.
Алюмофосфатты цеолиттердің цилиндрді микрокеуекті каналдары үшін Н2
адсорбциясының изотермалары алынды. Адсорбцияның абсолютті мөлшер мәні
орнатылды (Р алюмофосфатты мезокеуекті материалдар үшін, микрокеуек
көлемінде адсорбцияланған Н2 эффективті тығыздығының мөлшері *(Р d). Сорбат
тығыздығының d цеолит каналының микрокеуегінің өлшеміне тәуелділігі
экспетименталды көрсетілді. Сутек сорбциясының изобарасы эксперименталды
изотермалар бойынша есептелді. Аралық мәндер d үшін мөлшерді *(Р d)
бағалаудың әдістемелік процедуралары келтірілген [40].
BEA, ZSM-5, ZSM-12 цеолит үлгілерінің, мезокеуекті МСМ-41 силикатының,
ауаның макрокомпонеттерімен модифицирленген монтмориллонит балшығының
адсорбциялық сыйымдылығы өлшенді. Зерттелген материалдардың ішінде ең
жоғары азотқа қатысты талғампаздық танытқан BEA цеолит үлгісі, оттекке
қатысты – МСМ-41, аргонға қатысты - монтмориллонит балшығының үлгісі [41].
Ерітіндіде түрлі Li, K, Ba, Sr, Ca ион концентрациялары кезіндегі
палеозой цеолитіндегі ион алмасудың кинетикалық сипатамалары келтірілген.
Барлық тартылу алмасу кезнде логоформальді заңдылыққа бағынатын, ионды
сыртқы-ішкі диффузды және аралас үдеріс тұтас байланысқан құбылыс болып
табылады [42].
Табиғи цеолиттердің регенерациялау сызбасы ұсынылды, қайта жаңарған
цеолитті судағы ауыр металдарды тазарту үшін пайдаланады, регенерациялаудан
кейін алынған элюатты гальваножапқыштар ретінде электролиттердің
компонеттері ретінде қайта қолдануға болады [43].
Фазалық құрамның, кристалдық құрылым параметрлері мен адсорбция мен
алмасуға жеткілікті компенсаторлық катиондардың санының NaA және NaР типті
цеолиттің сулы ерітіндіден кальций катиондарын сіңіру кезіндегі сорбциялық
сыйымдылығына әсері зерттелді. Кальций бойынша түрлі типті цеолиттердің
сорбциялық сыйымдылығын анықтайтын негізгі критерий болып кірітін терезенің
өлшемі болып табылады, ол ион алмасу кезінде натрийдің компенсаторлық
катиондарының қол жетімділігімен түсіндіріледі. Бір типті цеолит
үлгілерінің түрлі кальций байланыстыруша қабілеті болып кристалдық
құрылымдағы ақау болып келеді, ол микрокристалдардың өлшемімен айқындалады
[44].
Табиғи цеолиттердің арзандығы, олардың үлкен қоры, термиялық және
химиялық тұрақтылығының арқасында тұрып қалған суларды тазалау
технологиясында қолдануға шол ашады. Жұмыста Забайкальск кен орынының
табиғи цеолитерін гальваника өндіріснде лас суларды тазартуға қолдану
көрсетіліп отыр. Кішкене алмасу сыйымдылығына кальций гейландиті никель
(ІІ) иондарына көрсетеді, ең аз – темір (ІІІ) ионына. Цеолиттерді тазалау
технологиясында қолдану, екінші категориялы техникалық су ГОСТ 9.314-90
шегіндегі ауыр металдар ионы бар су алуға болады [45].
Зерттеулермен өсімдік майларын ауыл шаруашылық өндірістерінде тік
конусты центрифугада, сүзгіш материал ретінде минерал –цеолитті қолдана
отырып тазалау жүргізуге болатыны дәлелденген. Цеолитті жануарларды
қоректендіргенде қосымша жем қорегі ретінде пайдалану, үдеріс эффектісін
арттырады. Көптеген автрлардың жұмысында, цеолитті жем қорегі ретінде
қолдану оң эффект берітінін дәлелдеген. Цеолиттің қасиетін сүзгіш
центрифугада сүзгіш қабырғалары ретінде қолдануға болады. Сокирнит
химиялық және реактивті тұрақтылығына, адсорбциялық қасиетіне (су бойынша
адсорбциялық сыйымдылығы 34-38%) және көп мөлшердегі микрокеуектердің (1-2
м 2г), макрокуектердің (18-21 м 2г) болуы сүзгіш центрифугаларда сүзгіш
қабырғалардың материалдары ретінде қолдануға болатынына назар аударған.
Сүзгіш қабырғалардың негізгі қасиеттері өтімділік коэффициенті болып
табылады. Өтімділік коэффициентін анықтайтын тәжірибелік құрылғының сызбасы
келтірілген [46].
Модельді ерітінділерден пүшәнді сіңірудегі цеолиттердің қабілеті
зерттелген. Биотестілеу әдісімен анықталғандай, Na3As04 ерітіндісінің
улылығы активті цеолиттермен әрекеттескенде төмендеген. Краснояр өлкесінің
(ЖШҚЭтнаком), Сахалин кен орнының табиғи цеолиттерін адсорбенттер
ретінде қолданған. В. М. Кан бойынша цеолиттерді активтендерген. Басқа
нұсқада, алдын ала қыздырылған және концентрациясы 1 гдм3 гумин
ерітіндісінің Powhumus дәрі-дәрімегімен (немесе Powhumus орнына осы
концентрациядағыГумат-80 қолданған) сіңірілген цеолитті алыған. Бақылау
ретінде пүшәннің гуминді дәрі-дірімегінсіз немесе басқа да реагентсіз
қыздырылған цеолитпен байланысының эффективтілігін бағалаған. Ерекше
эффективті болған Na3As04 сулы ерітіндісінен В.М. Кан әдісі бойынша
активтелген цеолиттің элиминирленгені. Цеолиттің осы үлгілері максималды
сорбциялық сыйымдылыққа ие болды, пүшән тұзды ерітінділерінің улылығын
төмендеткен [47].
77 К кезінде Н2 және N2 газдарының адсорбциясы әдісі мен ИҚ-
спектроскопиясы көмегімен ZSM-5 кеуекті кеңістікті цеолитте мысқұрамды
компонеттердің таралуын зерттеген. Үлгілерді иондық алмасу және
сусыйымдылық сіңіру әдістері арқылы синтездеген. Мысқұрамды кластерлердің
орналасуы мезокеуектер бетінде жүрген, цеолиттің нанокристалды
қаптамаларынан пайда болған. Осы N2 молекуласы үшін микрокеуекті
каналдардың жартылай жабылуына алып келсе, Н2 молекулалары үшін каналдардың
жетімділігі өзгерген жоқ. Цеолиттің құрылымдық каналдарында мыс иондарының
маңызды шоғырлануы байқалмағандығы туралы қорытынды жасалды. ИҚ-
спектроскопиясы мәліметтері бойынша, CuZSM-5 катализаторларындағы мыс
иондарының сорбциясы алюминийдің қаңқаларынан тыс жүріп, цеолит кристалының
бетінде Al-OH-Al және терминалды Al-OH топтар, сонымен қатар терминалды Si-
OH топтарының көпіршелерін түзеді [48]. Хонгуруу кен орнының табиғи
цеолитінің адсорбциялық қасиеті және модификацияланған формалары зерттелді.
Тікелей тәжірибеде Хонгуруу кен орнының цеолиттерін мұнай, мұнай өнімдерін
және мұнай құрамды суларды тазартуда сорбент ретінде қолдану болатынын
көрсетті [49].
Қалдық суларды тазарту туралы мәселелер қарастырылуда және оларды
жақсарту жолдары ұсынылып жатыр. Сонымен қатар, түрлі кен орындарының
цеолитқұрамды тұқымдастарының адсорбциялық қабілеті сипатталады. Қалдық
суларды эффективті тазарту мәселелерін шешу үшін цеолиттерді тазартудың
технологиялық сызбасына кіргізуді ұсынып отыр [50].
Келтірілген әдеби шолудан, цеолиттердің құрылымы мен қасиеттерін
зерттеуге қатысты жұмыстар үлкен жетістіктерге жеткен. Осы адсорбция мен
катализдің теориялық және қолданбалы сұрақтарын түрлі физика-химиялық
әдістерді қолдана отырып шешеді. Осындай минералды тасмалдаушылардың
спецификалық және ерекше қасиеттерінің арқасында, түрлі заттармен
модификациялау негізінде ары қарай технологияда және қоршаған ортаны қорғау
мәселелерінде зерттеулер жүргізуге итермелейді.
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
Табиғи цеолитті ұсаттық және 0.25-1.50 мм өлшемдегі фракцияларын
таңдадық. Активтеуді құрылымсыз, жеңіл жуылатын қышқыл қалдықтарын жою үшін
10% HCl ерітіндісімен бір кун жүргіздік. Алюмосиликатты үлгілерді 120оС –
де 2 сағат бойы кептірдік.
2.1 Модификацияланған табиғи сорбенттердің құрылымын зерттеу
әдістері
Ауада аниониттердің термототықтырғыш тұрақтылығын термогравиметриялық
анализ әдісі арқылы анықтады. Эталон ретінде қыздырылған оксид алынды.
Термиялық анализды METLER TOLEDO STAR құралында келесі жағдайларда
жасадық: температура интервалы 50-1000 0С, қызу жылдамдығы 10 градмин,
үлгі, г, эталон α-Al2O3, ауа ортасы. Зерттеуге ауа-құрғақ пішіндегі цеолит
туф үлгілерін түсірдік.
Сорбенттер құрылымының рентгенографиялық зерттеуін рентген
дифрактометрі ДРОН-3 (Fe- немесе СuКα- сәулелендіру) мен электронды
–есептеуіш ПР-14 М құралы арқылы жүргіздік. Үлгілерді ұнтақ түріне дейін
үйкеп, шыны табаншасына жақтық. Рентгенограмманың тіркеуін 3-тен 30о
диапазон ( аралығында үзбей сканирлеу арқылы диаграммалық жолақшаға қисық
шашыратуды жаза отырып жасадық.
Үлгілердің ИҚ-спектрін Фурье-түрленуі мен UR-20 бар NIKOLET – 5700
спектрофотометрінде, KBr таблетка көмегімен 400 - 4000 см-1 облысында
тіркедік. Қатты үлгілердің спектрін ұнтақтәрізді үлгілерден (0.5-1.0 мг),
таблеткаға престеп, оптикалық таза КВr - мен (200-250 мг) түсірдік. Сұйық
заттар үлгілерінің ИҚ-спектрлерін KRS пластинкалар арасында жаздық.
Модификацияланған үлгілердің ЯМР 27Al спектрін BRUKER–СХР-500
спектрометрінде магиялық бұрыштан сыртқы магниттік өрісінде 14 кГц
жылдамдықпен үлгілерді айналдыру арқылы алдық. Түсірердің алдында үлгілерді
агаталық ступкада үйкеледі. Химиялық жылжуды Al2О3 сыртқы стандарт ретінде
өлшедік.
Адсорбциялық-құрылымдық сипаттамалар
Сорбенттермен сұйық азот буларының адсорбциясы мен десорбция
изотермасын ASAP-2010 құралында түсірдік, құрал жүйесі тәжірибені автоматты
түрде ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz