Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)

Из данных по распределению объема пор образца SiO 2 № 1 (рис. 4) видно, что его можно отнести по классификации, предложенной М. М. Дубининым и принятой Международным союзом по теоретической и прикладной химии (ШРАС), к мезопористым веществам (2 < йп ор < 50 нм): его объем микропор (d пор< 2 нм) и макропор (йпор > 50 нм) составляет менее 1 и 3 % соответственно. При этом распределение мезопор имеет полимодальный характер с преобладанием пор, имеющих йпор = 10-20 нм. Совсем иное распределение имеют образцы 2 и 3, основной объем пор которых (> 75 %) сосредоточен в микропорах, в соответствии с чем их можно отнести к микропористым веществам. Как и следовало ожидать, вид изотермы сорбции-десорбции образца SiO 2 № 1 (рис. 5) может быть отнесен, согласно классификации Брунауэра, Деминга, Деминга и Теллера (БДДТ), к изотермам IV типа [7], характерным для мезопористых веществ, отличительной особенностью которых являются петли гистерезиса на кривых сорбции-десорбции, основной причиной которых является капиллярная конденсация азота (абсорбата) в мезопорах. Анализ кривой показывает: петля гистерезиса, имеющая выпуклую форму в интервале значений P/Ps = 0,8-1,0 и вогнутую — в интервале значений P/Ps = 0,45-0,8, что соответствует, по классификации Де Бура, петлям А и С типов соответственно, которые он соотносит с порами цилиндрической формы (тип А) и клиновидными порами с открытыми концами (тип С). Характерное смыкание петли гистерезиса на изотерме в процессе десорбции ранее, чем относительное давление достигнет величины 0,3, свидетельствует об отсутствии в образце микропор с диаметром пор менее 2 нм, что подтверждает ранее полученные результаты по распределению объема пор по их диаметру (рис. 5). Кривые изотерм сорбции образцов 2 и 3 характерны для микропористых веществ соответственно, которые не обладают петлями гистерезиса. Микропористый характер образцов подтверждается, помимо данных рис. 4, резким увеличением количества адсорбированного азота при повышении его относительного давления в системе при малых значениях P/Ps. Это объясняется тем, что в микропорах благодаря близости стенок пор потенциал взаимодействия с адсорбированными молекулами значительно больше, чем в более широких порах, и величина адсорбции при данном относительном давлении (особенно в области малых значений P/Ps) соответственно также больше. Рис. 6. Зависимость ДрН от рНо образцов SiO 2 На рис. 6 и в табл. 3 представлены результаты определения рНиит синтезированных образцов SiO 2 . Из представленных данных видно, что рНиит всех образцов практически одинакова и находится в кислой области (рНиит < 7), что можно объяснить тем, что все образцы получены с использованием кислого кремнеземсодержащего раствора (рН ~ 3). Pасхождение от среднего значения (2,94) не превышает, как и в случае с удельной поверхностью, 7 %. Таблица 3 Значения рНиит образцов SiO 2 Номер образца Уравнение зависимости ДрН ~ДрН 0 ) Коэффициент детерминации R2 рНиит 1 ДрН = 0,6905-рНс - 1,9775 0,991 2,86 2 ДрН = 0,9780-рНс - 2,7571 0,998 2,82 3 ДрН = 0,8448-рНс - 2,6472 0,993 3,13 Выводы В результате проведенных исследований установлено, что применение экстракции на стадии получения геля SiO 2 позволяет снизить содержание примесей Fe, Na, K, и Са в конечном продукте с 0,03-0,05 до менее 0,01 %, а также не оказывает влияния, по сравнению с образцом, полученным из водного раствора, на удельную поверхность ксерогеля SiO 2 , которая составляет 550-620 м2/г и, кроме того, позволяет сохранить первоначальную микропористую структуру геля SiO 2 в процессе сушки (объем микропор составляет > 75 % общего объема пор), но приводит к уменьшению удельного объема мезопор 1,0 до 0,2 см3/г. 52