Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

Фазовый состав образцов, мас. % МА, ч Термолиз СТА 700 °С — МА Термолиз СТА 700 °С — МА — прокаливание 850 °С рутил анатаз брукит рутил анатаз брукит Анатаз : шары = 1 : 10 0,5 - 80 2 0 15 85 - 1 25 55 2 0 90 1 0 - 2 1 0 40 50 90 1 0 - Анатаз: шары = 1 : 15 0,5 - 65 35 2 0 80 - 1 60 1 0 30 95 5 - 2 55 1 0 35 95 5 - Получение щелочных титаносиликатов каркасной структуры Для решения поставленной задачи изучались внешние и внутренние превращения в системе гидроксид титана (IV) - - кремнезем - - натриевая щелочь при МА, а также изменение размера кристаллитов в зависимости от подведенной к материалу энергии. Предполагалось твердофазным синтезом получить натрийсодержащий титаносиликатный продукт, который бы являлся прекурсором в процессе гидротермального синтеза минералоподобного титаносиликата каркасного типа. Испытания по механической активации смесей проводили в планетарной мельнице “Pulverisette-7”. Массовое соотношение компонентов смеси равнялось: TiO 2 + 3,3 SiO 2 + 4,0 N a O ^ ^ O . Соотношение массы шаров к массе исходной смеси — 10 : 1. Скорость вращения барабанов - - 650 об/мин. Пробы измельченного материала из мельницы отбирали через 1, 5 и 50 ч, после чего помещали их в автоклав и выдерживали при температуре 200 °С в течение 24 ч. Заметный эффект МА отмечен при загрузке натриевой щелочи в смесь после 1ч измельчения. Изменения в системе начинаются от поверхностных преобразований частиц смеси до фазовых превращений с образованием зародышей титаносиликата (рис. 3). Благодаря этому в условиях автоклавной выдержки измельченного образца формирование титаносиликатной фазы ускоряется, и конечный продукт практически полностью кристаллизуется в виде новой фазы со структурой зорита, примесной фазой является анатаз. 2-тэта, град Рис. 3. Дифрактограммы образцов твердых фаз после, ч: 1 (1); 5 (2); 50 (3) ч МА и последующей автоклавной обработки (4). Добавка NaOH в смесь проведена через 1 ч МА. Фазы: о — зорит; • — анатаз В процессе МА смеси в присутствии NaOH, по-видимому, происходит лишь аморфизация поверхности отдельных частиц без формирования новых фаз (подводимой энергии недостаточно для гомогенизации смеси). Поэтому в конечном продукте (после гидротермального синтеза) присутствуют анатаз и кремнезем с примесью зорита. Предварительная МА без NaOH (с уменьшенной массой навески) в течение 1 ч способствует гомогенизации смеси гидроксида титана и кремнезема, и поверхность их частиц активируется в большей степенни. При последующей добавке щелочи происходит интенсивное взаимодействие ее с активированным поверхностным слоем частиц гомогенной смеси с формированием на их поверхности слоя слабо структурированного новообразования, которое в условиях автоклава способствует формированию кристаллической фазы с явно выраженной структурой щелочного титаносиликата - - зорита (рис. 4). 383