Строительство и архитектура/4.Современные строительные материалы

К. т. н. Слюсарь О.А.

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г.Шухова, Россия

АДСОРБЦИЯ ДОБАВОК НА МОДИФИЦИРОВАННЫХ

ГЛИНАХ

Сложно представить производство строительных материалов, в котором не применялись бы глины. Их используют в фарфоро-фаянсовой промышленности, при производстве огнеупорных изделий, различных видов кирпича, при получении цементов, в литейном производстве.

Как известно, глина в основном состоит из слоистых алюмосиликатов, большую долю которых составляет один или несколько минералов группы каолинита, монтмориллонита или других глинистых минералов. Так же в глине могут содержаться песчаные и карбонатные частицы.

Глинистые минералы являются смешано - пористыми образованиями, в структуре которых имеются микро-, мезо- и макропоры. В силу различных условий формирования отдельные представители глинистых минералов существенно различаются по форме пор всех трех типов и по соотношению их объемов. В классификации глинистых минералов по их пористости выделены три группы минералов: слоистые силикаты с жесткой структурной ячейкой (каолинит, гидрослюда и др.), слоистые силикаты с расширяющейся структурной ячейкой (монтмориллонит, вермикулит и др.) и слоисто-ленточные силикаты (палыгорскит и сепиолит) [1-2].

В основном, глины применяются в виде водных суспензий. Регулирование процессов адсорбции веществ из растворов водных минеральных суспензий является одной из актуальных производственных задач [3-4].

Нами были исследованы процессы адсорбции органического красителея на глинистых частицах при разных температурах. Использовали природную глину Латненского месторождения и глину, модифицированную с помощью сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения мощностью 500 Вт. В качестве адсорбата использовали краситель конго красный (С₃₂H₂₂N₆Na₂O₆S₂). Результаты исследований показаны на рисунках 1-2.

Как видно из рисунков, характер изотерм адсорбции красителя из растворов в исследованном интервале концентраций близок к характеру изотерм мономолекулярной адсорбции.

Следует отметить, что величина адсорбции красителя на частицах природной и модифицированной глины мало зависят от температуры. Однако, емкость адсорбционного монослоя на модифицированной глине больше, чем на природной. Так, в результате воздействия СВЧ-излучения при t = 20ºC предельная адсорбция конго красного увеличивается с 2,25∙10^-7 до 3,15∙10^-7 кг/м², при t = 40ºC с 2,1∙10^-7 до 3,15∙10^-7 кг/м², а при t = 60ºC с 2,0∙10^-7 до 3,0∙10^-7 кг/м².

Можно предположить, что глинистые частицы модифицированные СВЧ-излучением менее склонны к коагуляции, благодаря чему увеличивается общая площадь поверхности глин. Это, в свою очередь, увеличивает адсорбционную способность модифицированных глин. Незначительное влияние температуры на величину адсорбции можно объяснить тем, что при адсорбции вещества из растворов происходит физико-химическое взаимодействие адсорбата, адсорбтива и адсорбента и с ростом температуры увеличение химической адсорбции может компенсироваться уменьшением физической адсорбции.

Таким образом, микроволновое излучение можно рассматривать как один из способов воздействия на сорбционную способность природных глин и, как следствие, регулирования коллоидно-химических процессов, проходящих на границе раздела глина-вода.

Литература:

1. Брянский Б.Я. Коллоидная химия: учеб пособие / Б.Я. Брянский. – Омск: Изд-во ОО «ИТЦ», 2011. – 99 с.

2. Куприн, В.П. Адсорбция органических соединений на твердой поверхности / В.П. Куприн, А.В. Щербаков. – Киев: Наукова думка, 1996. – 162 с.

3. Slyusar, А.А. Complex thinning additions for ceramic slips / А.А. Slyusar, О.А. Slyusar, N.M. Zdorenko // Glass and Ceramics, 2009. –Т.66. – №.7-8. – С.297-298.

4. Ханхасаева, С.Ц. Адсорбция красителя метиленового голубого на интеркалированных монтмориллонитах / С.Ц. Ханхасаева, С.В. Бадмаева, Э.Ц. Дашинамжилова [и др ] // Вестник Бурятского университета. Химия . –Улан-Удэ, 2005 . –Вып 2 . –С. 80-86.