3-ma'ruza. Yo’naltirilgan sintez va bir komponentli adsorbentlar xossalari

g'ovak tuzilishini tartibga solish usullari
Keling, silikagelni tayyorlashda g'ovak strukturaning shakllanishi uchun zarur bo'lgan asosiy omillarni ko'rib chiqaylik.­Ko'pgina tadqiqotlar [34-44] ­zarrachalar hajmini va ularning qadoqlash zichligini o'zgartiruvchi omillarni aniqladi.
Ma'lumki, muhitning pH darajasi ­monosilikat kislotaning kondensatsiya reaktsiyasiga juda kuchli ta'sir qiladi. Bu, masalan, eritmaning pH ga qarab kremniy kislotasi eritmasining jelleşme vaqtining o'zgarishidan aniq ko'rinadi (1-rasm) [40]. 2 atrofida pH da hosil bo'lgan sollar gellanishga eng chidamli bo'ladi, past va yuqori pH qiymatlarida esa jelleşme vaqti kamayadi. V. Lineen va boshqalar [431] kremniy kislotasining kondensatsiya tezligi taxminan pH 2 da minimal ekanligini, pH < 2 da H + ionlari konsentratsiyasi bilan chiziqli ravishda oshib borishini va pH > 2 da OH ionlari. K. Okkers [40] reaksiya tezligini belgilovchi hal qiluvchi omil deb hisoblaydi


2-rasm. Silikagelning o'ziga xos sirt maydoni o'zgarishining cho'kma muhitining pH ga bog'liqligi [40].
3-rasm. Silikagel g'ovak hajmining o'zgarishining cho'kma muhitining pH ga bog'liqligi [40].
zichlik - bu asosan pH qiymatlari va kamroq darajada kremniy va elektrolitlar kontsentratsiyasi bilan belgilanadigan polimer kremniy zarralaridagi sirt zaryadidir.
Kremniyning g'ovakliligining tabiati cho'kma muhitining pH darajasiga va gidrogelni keyingi qayta ishlashga juda bog'liq.
[7, 40, 46] da olingan eksperimental ma'lumotlar silikagelning o'ziga xos sirt maydoni va g'ovak hajmining cho'kma muhitining pH darajasiga qarab keskin o'zgarishini ko'rsatadi (2 va 3-rasm). Yuqorida ta'kidlanganidek, xususiy sirt maydonining qiymatini belgilovchi asosiy omil - ­kremniy kislotasining zollarda kondensatsiyasi mahsuloti sifatida hosil bo'lgan globulalar kattaligi. Kislotali muhitda olingan silikagellarning o'ziga ­xos sirt maydoni (muhitning pH darajasida taxminan o'zgarmaydi ) - o'sib bormoqda.
PH ning g'ovak hajmiga ta'siri ancha murakkab, chunki g'ovak hajmi qadoqlash va zarracha hajmiga bog'liq. Shakldagi egri chiziqlarni solishtirish ­. 1 va 3 ga ko'ra, jelleşme vaqti uzoqroq bo'lgan hududda zarrachalar zichroq bo'ladi deb taxmin qilish mumkin. G’ovakli hajmining bu o'zgarishining sababi to'liq aniq emas.
Shunday qilib, kislotali muhitda eritmani cho'ktirish orqali past go’zenekli jellarni olish mumkin ;
gidrogelni elektrolitlar bilan keyingi ishlov berish Ref. 11, 34-36, 47) da batafsil o'rganilgan .­
Aniqlangan [45], kislotali muhitda cho'kmaga tushgan gelni kislotalangan suv (pH 3,5-5,5) bilan yuvish katta o'ziga xos sirt maydoniga ega bo'lgan bir hil nozik g'ovakli silikagellarning hosil bo'lishiga olib keladi. Xuddi shu gidrogel musluk suvi bilan yuvilganda,

4-rasm. gidrogeldan ­olingan silikagellardagi metanol bug'ining sorbsion izotermalari kislotali muhitda cho'ktiriladi va pH 3,5 (A va 6,8 (2)) da suv bilan yuviladi [451.

5-rasm. pH 2,9 (/), 5,6 (2), 6,8 (3) va 9,3 (4) bo'lgan suyuqliklar bilan yuvilgan silikagellardagi metil spirt bug'ining sorbsiya izotermalari . ­Yuqorida g'ovak hajmlarining radiuslar bo'yicha taqsimlanish egri chiziqlari [34].
Katta adsorbsion sig'imga ega va nisbatan kichikroq o'ziga xos sirt maydoniga ega bo'lgan nisbatan katta g’ovaklili silikagellar. Shaklda ­ko'rsatilgan izotermlardan. 4-rasmdan ko'rinib turibdiki, kislotali suv bilan yuvilgan namuna past nisbiy bosimlar mintaqasida egri chiziqning keskin ko'tarilishi va histerezis halqasining yo'qligi bilan tavsiflanadi. Namuna musluk suvi bilan yuvilgan taqdirda, izoterm o'tish teshiklarida adsorbatning kapillyar kondensatsiyasini ko'rsatadigan histerezisni aniqlaydi. Olingan natijalar [45] mualliflari tomonidan kolloid kremniy kislotasining korpuskulyar tuzilishi va uning kimyoviy xossalari haqidagi tushunchalar asosida tushuntirilgan. Kislotalangan suv bilan yuvilgan gidrogeldan silikagelning mayda g'ovak strukturasining hosil bo'lishi uning skeletining yuqori elastikligi bilan bog'liq bo'lib, quritish paytida osongina deformatsiyalanadi; teginish effekti suv uning mitsellalari yuzasida zarrachalarning yopishishini tezlashtiradigan hidrofobik hududlar hosil bo'lishi tufayli jel ramkasining qattiqligining oshishi bilan bog'liq edi. ­Qisman gidrofobizatsiya ularning yuzasida erimaydigan kaltsiy silikatning mavjudligi bilan bog'liq, bu mitselni o'rab turgan suv va mitselaga kirib boradigan suv o'rtasidagi bog'lanishni buzadi [451. Keyinchalik aniqlandi [46-491] gelni musluk suvi (pH a 7,5) bilan yuvganda kremniy kislotasi ham yuvish suyuqligi kationlari bilan ion almashish reaksiyasida ishtirok etadi.