Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 22-27. Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 22-27. Рис. 2. Дифрактограммы термообработанных при определенных температурах образцов-интермедиантов, предварительно осажденных перемешиванием водного раствора, приготовленного из ZnC l2, NaOH и SiO2, в течение 60 мин при комнатной температурев (а) и в течение 15 мин кипящего раствора (б) Анализируя и сопоставляя полученные экспериментальные данные, можно заключить, что на кривых ДТА экзотермический эффект в области выше 600 °С вызван, скорее всего, процессом трансфомации P-Zn2SiO4 модификации в виллемит (см. рис. 1). При этом 60-минутное перемешивание при комнатной температуре водного раствора, приготовленного из NaOH, ZnCl 2 и гидросиликагеля, полученного из серпентина, приводит к образованию интермедианта, который при нагреве после удаления воды начиная с температуры 625 °С постепенно кристаллизуется в P-Zn2SiO4 фазу, часть которой одновременно превращается a-Zn2SiO 4 , в результате чего на кривой ДТА появляется экзотермический эффект с максимумом при 636 °С (см. рис. 1). Несмотря на то что кристаллизация остальной части P-Zn2SiO4 протекает выше 800 °С (см. рис. 2, а), на кривой ДТА не обнаруживается каких-либо эффектов (см. рис. 1). Вероятнее всего, экзотермиеский процесс перехода P-фазы ортосиликата цинка в a -фазу подавляется все еще продолжающимся эндотермическим процессом дегидроксилации, который в этом образце, по сравнению с интермедиантами, осажденными в кипящем растворе, протекает с выделением большего количества воды, о чем свидетельствуют результаты TG (см. рис. 1). При 1000 °С формируется конечный продукт, состоящий из двух фаз, — виллемита и кристобалита (рис. 2, а). Что касается образцов промежуточных соединений, осажденных в кипящем растворе, наличие рефлексов ZnO наряду с P-Zn2SiO4 фазой при их нагреве до 710 °С свидетельствует о неполном взаимодействии реагентов в процессе перемешивания (см. рис. 2, б). Тем не меннее, обнаружение монофазы виллемита при термообработке выше 800 °С указывает на вовлечение непрореагировавших активных ZnO и SiO 2 в синтез и на завершение полного взаимодействия между реагентами при нагреве (см. рис. 2, б). Следовательно, экзотермический эффект этих образцов с максимумом при 765 и 695 °С соответственно также обусловлен двумя процессами: превращением P-Zn2SiO4 в a-Zn2SiO4 модификацию и формированием виллемита из непрореагировавших ZnO и SiO 2 (см. рис. 1). Интересен тот факт, что при нагреве образца, полученного при комнатной температуре, в конечном продукте синтезируется кристобалит, что также указывает на неполное вазимодействие между компонентами в исходной системе, которое в этом интермедианте не инициируется дальнейшей термообработкой, однако на рентгенограммах термообработанных образцов не обнаруживается ZnO, соответствующий данному SiO 2 (см. рис. 2, а ). Сформированные кристаллы виллемита уже наблюдаются для образцов, выдержанных до 900 °С. Итак, благодаря применению в системе SiO 2 -NaOH-ZnCh-H 2 O в качестве исходного реагента гидросиликагеля, выделенного из серпентинового минерала, удается не только синтезировать ортосиликаты цинка, в частности виллемит, при низких температурах, но и значительно упростить процедуру его получения. © Бегларян А. А., Исаакян А. Р., Терзян А. М., Зулумян Н. О., 2023 25