Abstract
Работа посвящена получению нанокомпозита гидроксид хрома (III) – катионообменник по-средством включения Cr(OH)3 в матрицу сильнокислотного катионита. Гидроксидсодержащий ги-бридный катионообменник синтезировали на основе полимерного носителя с сульфоновокислыми ионообменными группами КУ-2-8, поэтапно переводя функциональные группы из натриевой в Сr3+-форму и осаждая гидроксид хрома (III) в зерно катионообменника раствором щелочи NaOH. Содер-жание хрома в нанокомпозите определяли по концентрации вышедших в раствор противоионов мето-дом прямой потенциометрии. Морфологию поверхности гибридных хром-полимерных гранул иссле-довали методом сканирующей электронной микроскопии. Элементный анализ состава скола нано-композита определяли методом рентгеновского энергодисперсионного микроанализа. Найдено, что поверхность гибридной гранулы однородна. Сера и натрий достаточно равномерно распределены по всему объему полимерных гранул за исключением внешнего слоя, обедненного этими элементами. Хром обнаружен не только в поверхностном слое гранулы толщиной 10–15 мкм, но и в объеме зерна, где его концентрация существенно ниже. Распределение хрома по объему зерна является неравно-мерным. Показано, что при переходе от периферии зерна к центру концентрация хрома экспоненци-ально снижается. Элементное картирование подтверждает, что хром находится в грануле катионооб-менника в окисленной форме. Предложен механизм формирования нанокомпозита гидроксид хрома (III) – катионообменник КУ-2-8 с сульфоновокислыми ионообменными группами. В ходе реакции ионообменного насыщения происходит переход ионита в Cr3+-форму. При подщелачивании реакци-онной среды осадок гидроксида хрома (III) локализуется вблизи поверхности катионообменника. Формирование осадка Cr(OH)3 в наноразмерных порах катионита препятствует диффузионному пере-носу ионов Cr3+ по направлению к его поверхности, в то время как Доннановское исключение не поз-воляет гидроксильным ионам в достаточной концентрации проникнуть достаточно глубоко в объем гранулы ионита. Показана возможность получения наночастиц модификатора (гидроксида хрома (III)) с неравномерным распределением в объеме гранулы, объединенных в агломераты микрометро-вого размера.
Highlights
Экспериментальная частьСинтез гидроксидсодержащего гибридного катионообменника проводили на основе полимерного носителя с сульфоновокислыми ионообменными группами КУ2-8.
Неорганический осадок Cr(OH) вводили в катионит в два этапа.
Функциональные группы количественно переводились из натриевой в Сr3+-форму, после чего раствором щелочи осаждали гидроксид хрома (III) в зерно катионообменника.
Summary
Синтез гидроксидсодержащего гибридного катионообменника проводили на основе полимерного носителя с сульфоновокислыми ионообменными группами КУ2-8. Неорганический осадок Cr(OH) вводили в катионит в два этапа. Функциональные группы количественно переводились из натриевой в Сr3+-форму, после чего раствором щелочи осаждали гидроксид хрома (III) в зерно катионообменника. На первом этапе катионит в Na+-форме (R-SO3-Na+) массой ~1.0 г помещали в коническую колбу и обрабатывали раствором Cr2(SO4) (50 см, с(1/3Cr3+)= 0.25 моль/дм3) при 20°С в течение 1 часа при непрерывном перемешивании. На втором этапе отфильтрованный промежуточный продукт помещали в раствор NaOH (50 см, с=0.1 моль/дм). Содержание хрома в конечном продукте определяли, отслеживая концентрацию вышедших в раствор противоионов методом прямой потенциометрии непосредственно во время протекания реакции насыщения. Морфологию поверхности гибридных хром-полимерных гранул исследовали с применением сканирующей электронной микроскопии на растровом электронном микроскопе с катодом полевой эмиссии Quanta Nova (FEI, Голландия) в режиме вторичных электронов. Элементный анализ состава скола гранулы выполняли на приставке энергодисперсионного анализа EDAX (США)
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.