Synthesis of sorption systems based on mechanochemically activated vermiculite

Abstract

В работе исследуется влияние механохимической активации (МХА) на синтез сорбентов на основе вермикулита для удаления нефтепродуктов из модельного раствора. Актуальность данного исследования базируется на том, что поиск новых высокоэффективных сорбционных систем на основе широко распространенных природных материалов, в частности вермикулита, посредством использования МХА способствует повышению экологической и экономической составляющих производства. Для исследования структуры и свойств синтезированных образцов использовались следующие методы: рентгенофазовый анализ, ИК-спектроскопия, сканирующая электронная микроскопия, дифференциальный термический анализ, метод определения удельной поверхности с использованием уравнения БЭТ (Брунауэра-Эммета-Теллера). Для характеристики степени влияния МХА на структуру образцов по данным рентгеноструктурного анализа рассчитывали размер области когерентного рассеивания и величину микродеформаций, также анализировали изменение базальных расстояний и гидратационного состояния вермикулита. Обнаружено, что увеличение степени МХА вермикулита позволяет изменить гидратационные состояния вермикулита, и его слюдяной пакет переходил в однослойное или двухслойное состояние. Установлено, что при термической обработке модифицированного вермикулита (30 мин МХА) при 400 °С происходит частичная перекристаллизация образца и образованием фаз энстатита и флогопита, что негативно отражается на свойствах сорбентов. Однако, умеренный подвод энергии (5 и 10 мин МХА) положительно сказывается на сорбционной способности образцов. Оптимальное время МХА вермикулита составляет 10 мин, с учетом дальнейшего прокаливания при 400 ºС получаем сорбент, характеризующийся максимальной степенью извлечения нефтепродуктов из раствора (95,5%) и значением площади удельной поверхности (52,2 м2/г). Показано, что сорбция нефтепродуктов протекает по конкурентному механизму.