Одержання, структурні та сорбційні характеристики шаруватих подвійних гідроксидів МxAly(OH)z (де M = Zn2+, Mg2+, Ni2+)

Abstract

PACS numbers: 61.05.cp, 61.66.Fn, 68.43.Mn, 78.30.Hv, 81.20.Fw, 81.70.Pg, 82.33.Pt Одержано подвійні шаруваті гідроксиди (ПШГ) на основі тривалентного Al3+ і двовалентних йонів Ni2+, Zn2+ і Mg2+ шляхом осадження з водного розчину за постійного контролю pH середовища. Згідно з даними рентґенофазової аналізи (РФА) умови одержання зразків забезпечують необхідний рівень структурування. Рефлекси на РФА-дифрактограмах із кутовим положенням ≅ 12°, ≅ 24°, ≅ 36° і ≅ 41°, а також величини міжплощинної віддалі в межах 7,4–8,8 Å свідчать про наявність характеристичних структурних особливостей синтетичних шаруватих подвійних гідроксидів типу природнього гідроталькіту. Вивчення особливостей термічної поведінки методом термоґравіметрії (ТҐА) одержаних ПШГ уможливило встановити їхню помітну гідрофільність. Очевидно, що шарувата будова даних систем забезпечує ступінь вологовбирання до 23%. За даними ТҐА зразки ПШГ демонструють 4 стадії втрати маси. Температурою ініційована втрата сорбованої вологи (до 140°С), дегідратація структурних складових ПШГ (140–355°С) та деструкція стабілізувальних аніонів міжшарового простору (> 235) має певні специфічні риси, що залежать від йонного складу зразків. Встановлено, що аніонообмінна активність ПШГ по відношенню до барвників аніонного та катіонного типів є структурозалежною характеристикою. Синтезовані ПШГ ефективно вбирають молекули барвника метилового оранжевого, що містить у структурі сильнокислотні –SO3--групи, а їхня сорбційна місткість γ сягає 0,121 ммоль/г за ефективности видалення барвника з розчину ϕ = 50–97%. Менш ефективними виявилися ПШГ під час сорбції –COO--вмісного барвника еозину Н, для якого величина γ лежить у межах 0,012–0,109 ммоль/г, а ϕ — від 9 до 82%. Родамін Б як барвник катіонного типу майже не вбирається ПШГ внаслідок дії сил електростатичного відштовхування між позитивно зарядженими молекулами сорбату та аніонообмінними центрами композитних шаруватих субстратів (γ < 0,006 ммоль/г).