Введение
Глава 1. Строение, методы получения, модифицирования и применения пористых наноструктурированных материалов на основе оксидов алюминия и кремния для процессов очистки и разделения в жидких и газовых средах (литобзор) .16
1.1. Природные слоистые алюмосиликаты 16
1.1.1. Строение и свойства слоистых алюмосиликатов .16
1.1.2. Методы модифицирования слоистых алюмосиликатов .21
1.1.3. Пилларирование слоистых алюмосиликатов 23
1.2. Цеолиты .32
1.2.1. Строение цеолитов типа X, Y, ZSM- 5 .32
1.2.2. Синтез и модифицирование цеолитов 35
1.3. Синтетические нанопористые оксиды кремния, алюминия, алюмо силикаты 38
1.3.1. Оксид кремния 38
1.3.2. Оксид алюминия 41
1.3.3. Алюмосиликаты 43
1.4. Методы очистки сточных вод с использованием пористых алюмо силикатных материалов 44
1.4.1. Характеристика сточных вод, содержащих органические красители, методы очистки и их сравнительная оценка 44
1.4.2. Каталитическое окисление органических веществ пероксидом водорода – гетерогенный процесс типа Фентона 51
1.4.3. Осажденные и смешанные системы 54
1.4.4. Нанесенные каталитические системы 57
1.4.4.1. Катализаторы на основе оксида алюминия 57
1.4.4.2. Каталитические системы на основе оксида кремния 59
1.4.4.3. Цеолитсодержащие катализаторы .61
1.4.4.4. Катализаторы на основе слоистых алюмосиликатов 63
1.5. Применение пористых материалов для очистки и разделения газовых сред 66
1.5.1. Методы адсорбционного разделения воздуха 66
1.5.2. Адсорбционное разделение воздуха на цеолитах 72
1.5.3. Адсорбционное разделение смеси кислород-аргон 76
1.5.4. Адсорбция диоксида углерода их газовых сред 80
1.6. Заключение к главе 1 83
Глава 2. Модифицирование природных слоистых алюмосиликатов для адсорбционных и каталитических процессов 86
2.1. Исходные материалы, пилларование, методы исследования слоистых алюмосиликатов 86
2.1.1. Исходные материалы 86
2.1.2. Методики модифицирования природных алюмосиликатов, оптимизации условий пилларирования 86
2.1.3. Физико-химические исследования свойств материалов 89
2.1.3.1. Исследование текстурных характеристик 89
2.1.3.2. Термический анализ .90
2.1.3.3. Элементный анализ 90
2.1.3.4. Рентгеноструктурный анализ и морфология частиц 90
2.1.3.5. Спектроскопия комбинационного рассеяния рентгеновских лучей .90
2.1.3.6. Исследование электронного состояния поверхности материалов 90
2.1.3.7. Исследование электрокинетического потенциала 91
2.1.3.8. Исследование адсорбции паров воды 91
2.1.3.9. Адсорбционные исследования в водных растворах 91
2.1.3.10. Исследование каталитической активности материалов 91
2.1.3.11. Исследование стабильности катализаторов .93
2.1.3.12. Исследования адсорбционных свойств материалов относительно макрокомпонентов воздуха 93
2.1.3.13. Формование материалов 94
2.1.3.14. ИК-спектроскопия 94
2.2. Влияние условий модифицирования и состава природных алюмосиликатов на пористую структуру пилларированных материлов 94
2.2.1. Зависимость текстурных характеристик пилларированных материалов от природы гидролизующего агента 94
2.2.2. Влияние соотношения ОН-:Меn+ и концентрации растворов на пористую структуру материалов 98
2.2.3. Влияние состава природного слоистого алюмосиликата на текстурные параметры пилларированных материалов 105
2.2.4. Влияние температуры прокаливания на параметры пористой структуры пилларированных алюмосиликатов .108
2.2.5. Исследование структуры слоистых алюмосиликатов 112
2.3. Оптимизация условий пилларирования слоистых алюмосиликатов .115
2.4. Сорбционная способность слоистых алюмосиликатов относительно паров воды и стабильность пористой структуры 123
2.5. Адсорбционные свойства слоистых алюмосиликатов по отношению к органическим красителям в водной фазе 131
2.6. Исследование активности и устойчивости катализаторов на основе слоистых алюмосиликатов в реакции окислительной деструкции органических красителей в водных растворах .134
2.6.1. Сравнительный анализ гомогенного и гетерогенного окисления органических красителей .134
2.6.2. Катализаторы на основе пилларированых слоистых алюмосиликатов 143
2.7. Адсорбционная способность пилларированных слоистых алюмосиликатов относительно макрокомпонентов воздуха .152
2.8. Заключение к главе 2 163
2.9. Технологические решения процессов модифицирования и применения природных алюмосиликатов для очистки и разделения жидких и газовых сред 166
Глава 3. Функциональные пористые материалы на основе оксидов алюминия и кремния, полученные золь-гель методом 171
3.1. Исходные вещества, методики получения и модифицирования материалов на основе оксидов алюминия и кремния 171
3.1.1. Синтез и модифицирование силикагелей 171
3.1.2. Синтез и модифицирование алюмосиликагелей 178
3.2. Влияние условий синтеза на пористую структуру и морфологию си ликагелей .179
3.2.1. Влияние строения темплата, условий сушки и модифицирования переходным металлов на пористую структуру силикагелей 179
3.2.2. Влияние строения исходных силанов и соотношения реагентов на текстурные характеристики силикагеей .188
3.2.3. Пористая структура и свойства силикагелей, синтезированных в эмульсионных средах .195
3.2.4. Синтез, модифицирование и адсорбционные свойства аэросиликагелей 200
3.3. Влияние условий синтеза и состава на пористую структуру, морфологию и стабильность алюмосиликагелей 210
3.4. Исследование активности и стабильности катализаторов на основе силикагелей и алюмосиликагелей в водной фазе 218
3.5. Заключение к главе 3 225
Глава 4. Катализаторы на основе оксида алюминия для окислительной деструкции органических веществ в водной фазе 228
4.1. Исходные вещества, методики получения, модифицирования и исследования .228
4.2. Активность Mn02-CuO/y-Al203 катализатора в окислительной деструкции щавелевой кислоты в водных растворах 229
4.3. Активность и стабильность Со/А12Оэ катализаторов в окислительной деструкции органических красителей в водных растворах 237
4.4. Адсорбция красителей материалами, на основе оксида алюминия, ее влияние на процесс окислительной деструкции 254
4.5. Керамический высокопористый ячеистый материал на основе оксида алюминия в качестве носителя катализаторов типа Фентона 258
4.6. Заключение к главе 4 261
4.7. Технологические решения процессов обезвреживания сточных вод, содержащих органические вещества в присутствии катализаторов на основе оксида алюминия 263
Глава 5. Каталитические и адсорбционные свойства материалов на основе цеолитов 266
5.1. Исходные цеолиты, методики модифицирования и исследования.266
5.2. Катализаторы на основе цеолитов для окисления органических красителей в водной фазе 269
5.3. Адсорбционные свойства цеолитов типа Y относительно органических красителей из водных растворов 283
5.4. Модифицирование цеолитов для селективной сорбции азота 290
5.5. Модифицирование цеолитов для селективной сорбции аргона 304
5.6. Заключение к главе 5 309
5.7. Технологические решения процесса получения чистого кислорода сорбционным методом с использованием модифицированных цеолитов 310
Итоги работы и выводы 312
Литература 315
Приложения 361
