Введение к работе
Актуальность работы. Природные кристаллические зл/ликч'.ліГгО.-ти яьлнютен одним из важнейших еидоз npOMiiiinewioro сытая. Сщ; издавна используются в качестве адсорбентов для (гчг.откя н^фп'еь-х дистиллятов, растительных масел к других ьв-цестз. Пср^а.и прокаленными катализаторами били антиьироЕашше кислотой i:tі'репн.че кристаллические алюмосиликаты (бентопгтп, .рлппідлі'и, оті^сл^ше і: фуллероьие земли к Др.).
В настоящее ьремя спрос на дєшєбііє катализаторы и ад серб ей-г? не снимается с повестки дни. и езязи с ьозлачінис-п .1 переработму все больше тяжелых фракиий нефтеи. в ослоїле-нич-л околзп^ескзЛ с»:-туацул; в различных регионах республіки.
При поиске адсорбентов и катализаторов проминений іа-аиш процессов на основе природного минерального а.-рья особое ьнц-.м-шчл уделяется его распространенности, доступности, дч.аеькзпс и наличию промышленных запасов.
Из приСлнсктельно MCG минеральных ьидоь, шязлєиіьі.ч на зале, слэды no ctoe-i! распространенности находятся на одном из первых месі, уступал лишь половим щпата;-.( п кьарі^у. Мускоиит :«. ЛЕПИДОЛИТ ОТНОСЯТСЯ К UHpOKOpaenpoe I'pahCHHUU Ь Природе СЛЛДИСЇ-ЇМ минералам.
Месторождении ЛИТиеьих СЛЮД — ТС'ПИДОЛИТЦ 1'.;,-е.ПОП G СП1\-, В
Канаде^ на Урале, на Украине н ъ Iі. j сточной Казахстане. Слмди й основном применяется ь строительстве для тепло-, эиукс ЗОЛЯПИ'ь ;. также лепидолит мояет служить иоодшм сирьем для полученил ряди промысле шп паяных редких металлои.
Анализ литературных даннгх показал, что раоогн но усследоьа нию фузико-химил-еакнх сьоЛстз лепидолита практически от-утеть-гй"' Отсутствуют работ-;, связанные с разработкой нстодсв ііоилфігпрсьа--нкя поперхносп; лепидолита с цел^.о получения нгтш митеру.алоя, обладающих ьысокиии адсорбционными к каталитическими О;іо:1сткаьі,. Вместе с теп, детальное исследование фиЗНКО-лї'ІТЧеСКПХ, Г.ОНОобме. MfcHhtix сю,'ісїв лепидолита и его модп^нцнрлйашндс іоем з г к рішає г больлие ьозшжпссти иелодьзоіншни его в кач^етее легкодоступного природного минерального сурьл для <лолуч»-»іу.я пдссоосьтосі и катали заторов, і'оьеетцо, что од.ни.й из церееектиьны:; напраглелма їє^сіо-логи«еокой минералогии является мод-^'.'^Хропянис природник ;.шге--ралон с целью придании им -чо'.р..; огюДзть, ч';о резко упзкя'цызот Т:
2.
ценность как материала или вида сырья. Одновременно это означает г.хачок в решении проблемы комплексного использования природного минерального сырья.
В связи с этим актуальной является разработка методов модифицирования слюдоподобных алюмосиликатов с иелыо получения новых катализаторов и адсорбентов.
В соответствии с планами научно-исследовательских работ им. А.В.Бсктурова НАН РК (16.1.3.) и Научного Совета по адсорбции АН РФ ( 2.J.5.5.3., * Гос. регистрации 81000395) в лаборатории природных сорбентов и катализаторов в течение ряда лет проводятся, систематические исследования физико-химических, ад-сорбиконно-каталктическкх свойств природных алюмосиликатов (монтмориллонита, вермикулита и др.). Установлены закономерности модифицирования и пути получения на их основе эффективных катализаторов р адсорбентов. Разработаны и предложены для практического использования алюмосиликатов метода прогнозирования их адсорбцион-но-каталитических свойств. Показано, что наиболее эффективные адсорбент» для очистки нефтяных дистиллятов от азот-, серо-, кислородсодержащих соединений и других веществ получаются из алюмосиликатов, обладающих высокой катионообиенной емкостью. Адсорбцион-ко-каталитические свойства алюмосиликатов является функцией их катионообменкой емкости.
Настоящая работа является продолжением серии исследований в энной направлении.
Цель работы: Ііелью данной работы является изучение физико-химических, адсорбцконно-каталитических свойств естественного лепидолита и его модифииироранннх форм, разработка методов модифицирования слюдоподобных алюмосиликатов с целью получения на их основе новых катализаторов и адсорбентов, выявление закономерностей модифицирования слюдистых мкнералое.
В задачу входят: разработка методов модифицирования лепидолита с целью получения на его основе дешевых, легкодоступных катализаторов превращений углеводородов и эффективных адсорбентов для очистки различных веществ;
- выясненяз влияния различных методов (термо-, кислото-, термокис лотний) модифицирования лепидолита на его физико-химические, адсорбционные свойства; t ~ Выяснение влияния модифицирования мусковита ионами дитяк в гидротермальных условиях на его физико-химические, адсорбционные
3.
и каталитические свойства;
- выяснение механизма кодифицирования мусковита ионами лития ь
гидротермальных условиях;
-выявление закономерностей модифицирования слюдоподобных алшо-
скликатоБ.
Научная ноьизна. Впервые проведено комплексное исследование ионообменных, адсорбгионно-катаяитических свойств лепидолита и выяснена природа его адсорбпионнй-кптолитического деПстзкн. Разработан метод модифицирования лепидолита. Установлено, что наибольший эффект модифицирования достигается кислотксГ,. обработкой тєрмообрабоганного при оОСС лепидолита. Определены области применения лепидолита в качестве катализатора в процессах крекинга, изомеризации углеводородов и в качестве адсорбента для извлечения органических красителей из водных растворов.
Впервые проведено модифипирование мусковита ионами лития в гидротермальных условиях. При таком способе модифицирования повышается катионообыенняя емкость исходного мусковита более чем в 2,5 раза. Это связано с изменением величини изоморфніїх замещений как в тетраэдрическом, так г в октаэдрическом слоях решетки мусковита. Установлены зависимости иевду иоиообменными, адсорбционными и каталитическими свсі'.стіами модифицированных ионами лития образцов мусковита ст содержания ионов лития е структуре, т.е. от увеличения-дефектности. Химическими и физическими (КК-спектроскопическиЯ, рентгенофазовиианализ и др.) методами, а также расчетом кркстзллохимичсских формул установ- . лено, что модул] ииирование мусковита ионами лития .. . \ : . приводит к образовании синтетического лепидолита с ул :- учтенными физико-химическими свойствами.
Научно-практическое значение работы. Предложен принципиально новый метод модифицирования мусковита, заключающийся в изменении величины изоморфных замещения в кристаллической структуре минерала введением ионов лития в гидротермальных-условиях, приводящий к образованию нового материала с улучшенными ионообменными и адсорби'.онно-каталктнческиыи свойствами. Кз практически инертных кпнеродсв мусковита и лепидолита получкнп активные и селективные катализатора изомеризации d- --.чинена, эффективные каталгзатори крекинга нефтяного углеводородного сырья и адсорбенты для очистки сточных под различных произойдет! .
4.
' Ocii'jEhne положения, BWrioсямые на защг.ту:
- кпрактрр «лиянки услочий модифишфонашя лєчиделкта і.тєрмо-,
>т:пото-, термокислотными методами ья ого физико-химические
;.:':-э?'с'П5й;
результати исследования влияния модифицирования мусковита »"-;млздв ли гея на зго физико-химические, адсорбгиснно-качалити-ческге свойство;
результаты расчета кристалдохимгческкх формул природных образов муокэдата, лепидолита и моди*и:яфовпчных ионами лития образует) мусковита;
- ксрреляг.ил между гхнэобмснпыми. адсорбииоико-каталитическими
свойствами мсдяФиглфоибннкх образцов мусковита с содержанием
ионов лития в структуре.
Публикации и ьптюба-щь работы. По теме диссертационной работы опубликованы 5 статей. Основные положения работы доложены и обсуждены на 2-Зсєсопаком совещании "Синтез, модифицирование и примзноьие неорганических адсорбентов" (г.Минск, 1991), на научных секпнерах лаборатории природных сорбентов и катализаторов г Института химических наук им. А.Б.Бектуорва НАН РК.
Личное участие автора. Автором проведено модифицирование лепидолите, изучены адсорбчигнно-катаїитические свойстза модифицированных іорм лепидолита и мусковита.
. Модифицирование мусковита ионами лития в гидротермальных условиях прэреденс н Белгородском строительно-технологическом . Институте (Россуя) к.г.н. Везенпевым A.W. Ш-сгектрч поглощения, дъфрсктограммы образцов получены еогрудникгми лаборатории физических методов исследований ИХН HAti РК, которым азтор выражает свои благодарность. Расшифровка ИК-опектров и дифрактограмм проведпны автором с использованием справочной литзратуры.
Структура диссертационной работы. Диссертация состоит ьз введения, сбзорг. литературы, экспериментальной части, резулота-їов исследования и их обсукдзния. заключения, выводов, списка цитируемой литературы.
В первой главе цриредсн .аналитический обзор литературы по >:сследгваняю природы каталитической ак'швностя алюмосиликатов, а также физике-химических езойста лепидолита.
бо второй глаис описань; объекты и методы исследования. . Б третьей глазе приведены результаты экспериментеи х их об-сукдекик.
5.
