Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

Промывка осадков HCl ведет к исчезновению как кобальтсодержащей фазы фосфата титана, так и значительному удалению фазы пирофосфата титана. Для всех синтезированных образцов основной фазой в прокаленных является оксофосфат титана (рис. 2 ) Текстурные характеристики полученных осадков до и после кислотной обработки изучали БЭТ-методом. Образцы, промытые водой и содержащие в своем составе кобальт, обладают низкими поровыми характеристиками (удельная поверхность 1-3 м 2 /г, объем пор 0,01-0,03 см 3 /г), характеризуются неравномерным распределением пор по размерам, средний диаметр пор составляет 20-30 нм. Кислотная обработка значительно меняет текстурные свойства продуктов (табл. 2 ). Таблица 2 Поверхностные свойства синтезированных образцов после кислотной обработки № рН нейтрализации Зуд., м2/г ^пор, см /г Ар., нм 1 0,5 196,8 0,117 3,57 2 1 ,0 204,3 0 ,2 1 2 4,14 3 1,5 208,9 0,248 3,73 4 2 ,0 226,4 0,257 5,31 Изотерма адсорбции - - десорбции N 2 показывает, что все полученные продукты относятся к мезопористым материалам (рис. 3, а). Согласно BJH-кривой распределения пор, мезопоры в продукте упорядочены и однородны, средний диаметр пор составляет порядка 4 nm (рис. 4, б ). Сравнение кривой распределения пор по ветви адсорбции и десорбции подтверждает монопористость системы [7]. Нейтрализация исходных растворов до заданных значений рН ведет к увеличению общего объема пор, при этом средний диаметр пор не меняется и система остается монопористой. Рис. 3. Изотерма адсорбции — десорбции N 2 (а) и BJH-кривая распределения пор (б) для образца, полученного при нейтрализации исходного раствора до рН = 1,5 Морфология модифицированного сорбента представлена на рис. 4. Частицы сорбента во всех случаях представлены плоскими частицами, ориентированными в одном направлении (рис. 4, а ). До кислотной промывки эти частицы не обладают развитой пористой поверхностью (рис. 4, b ), после кислотной промывки поверхность кажется более структурированной (рис. 4, с, d). Сорбционные свойства полученных образцов изучались по отношению к катионам цезия, стронция и меди. Выбор катионов обусловлен значительными различиями в их атомных радиусах и гидратных оболочках. Для получения сравнительных результатов сорбцию проводили на сорбентах в водородной форме (Н+) и солевой форме (Na+). Результаты сорбции сведены в табл. 3. Согласно полученным результатам, самую низкую сорбционную способность модифицированный фосфат титана проявляет к катионам меди. Известно, что ближняя гидратация катиона меди состоит из 6 молекул воды. Размер гидратированного иона оказывает влияние на кинетические процессы сорбции. Малый размер пор фосфата титана не позволяет сорбировать гидратированные ионы, дегидратация тормозит кинетику сорбции, и, кроме того, занимая поверхностные сорбционные центры, катионы меди препятствуют проникновению Cu2+ вглубь матрицы сорбента. 692