Поликонденсация жағдайында алюмосиликофосфаттар синтезі | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: , ,

Рубрика: Спецвыпуск

Опубликовано в Молодой учёный №4 (242) январь 2019 г.

Дата публикации: 31.01.2019

Статья просмотрена: < 10 раз

Библиографическое описание:

Жулдызбай Г., Ысмаил Э., Жусупова Л. А. Поликонденсация жағдайында алюмосиликофосфаттар синтезі // Молодой ученый. — 2019. — №4.1. — С. 2-4. — URL https://moluch.ru/archive/242/56170/ (дата обращения: 24.02.2019).



Полимерлі фосфаттар ғылым мен техниканың түрлі салаларында кеңінен қолданылады. Бастапқы мономерлік фосфаттардың конденсациясы барысында әртүрлі дәрежедегі алмастырылу дәрежесіндегі тармақталған құрылымдар пайда болады, онда белгілі бір синтез жағдайында бөлшектердің әр түрлі өлшемдері бар тесіктер ұйымдастырылуы мүмкін. Нәтижесінде полимерлі, оның ішінде түрлі металдардың тотықтарымен түрлендірілген фосфаттар нано-, микро — және мезопордың реттелетін арақатынасы бар синтетикалық сорбенттерді алу үшін, сондай-ақ органикалық және бейорганикалық текті әртүрлі ластағыштарға іріктелуі үшін өте перспективалы қосылыстар болып табылады.

Ғылыми–техникалық әдебиеттің талдауынан көптеген бейорганикалық сорбенттердің құрамына фосфаттар, гидроксидтер, силикаттар немесе алюминий силикофосфаттары, сондай-ақ кальций кіреді. Кейбір ғылыми жұмыстарда [1–3] натрий, кальция силикополифосфаттар негізіндегі жүйеде тежегіш және сорбициялық қасиеттері бар кеуекті материалдардың алыну мүмкіндігі айтылған. Алайда, бұл өнімдер суда өте жоғары ерігіштікке ие, бұл оларды сорбент ретінде қолдануға мүмкіндік береді. Силикофосфатты қосылыстардың ерігіштігін төмендету үшін синтезделген силикополифосфаттардың құрамына ерігіш өнімдердің пайда болуына ықпал ететін қосылыстар енгізу қажет. Бұл тұрғыда ең перспективалы және қолжетімді алюминий тұздары болып табылады. Силикополифосфат материалдарын түрлі әдістермен, соның ішінде гидратталған монофосфаттарды термиялық поликонденсациялаумен алуға болады. Жоғары температуралы конденсация арқылы кристалды полифосфаттарды алу тәсілі.

Кесте 1

Химиялық құрамы мен температураға тәуелді үлгілердің салмақ жоғалтуы

Үлгі құрамы

Cинтез температурасы, оС

200

300

400

500

Массаның жоғалуы, ∆m, салыс.%

Ca(H2PO4)2

Ca(H2PO4)2:Al(H2PO4)3=3:1

Ca(H2PO4)2:Al(H2PO4)3=1:1

Ca(H2PO4)2:Al(H2PO4)3=1:3

Al(H2PO4)3

0,15

0,18

0,21

0,26

0,34

0,20

0,34

0,30

0,25

0,37

0,41

0,41

0,42

0,44

0,59

0,45

0,45

0,63

0,52

0,49

Қатты фазадағы монофосфаттар қазіргі уақытта препараттық химияда да, өнеркәсіптік өндірісте да кең тараған болып табылады. Жалпы түрде термиялық поликонденсация процесін келесідей ұсынуға болады:

nH2PO4- (PO3-)n+nH2O

Әдетте, кальций дигидромонофосфатының термиялық сусыздануының соңғы өнімі әртүрлі модификациялардағы — γ- Ca(PO3)2 және β — Ca(PO3)2 полифосфаттар болып табылатыны белгілі [4–5]. Ал Al(H2PO4)3 алюминий дигидрофосфатының термиялық поликонденсациясы кезең-кезеңмен жүзеге асырылады және құрамы дегидратация процесінің температурасымен анықталатын өнімдердің қоспасын алуға әкеледі [5]. Осылайша, 200–225оС температура аралығында қышқыл ди- және трифосфаттардан тұратын өнімдер қоспасы түзіледі: Al8H12(P2O7)9 және H2(AlP3O10). Температураның 450°С дейін көтерілуі алюминий Al(PO3)3 полифосфатының түзілуіне әкеледі, ол 450–500°С температура аралығында Al2P4O6 циклогексафосфатына өтеді. 600оС Al2P6O12алюминий тетрафосфат Al4(P4O12)3 цикліне ауысады. Осылайша, бастапқы жеке кальций дигидрофосфатын және алюминийді сусыздандыру соңғы өнімдері белгілі. Алайда, құрамында кальций, алюминий фосфаты және суда еритін силикаттар бар күрделі көп компонентті жүйелерде термиялық поликонденсация өнімдерінің молекулалық құрамы мен қасиеттері әдебиетте сипатталмаған. Осыған байланысты өнімдер «Ca(H2PO4)2-Al(H2PO4)3» және «Ca(H2PO4)2-Al(H2PO4)3-Na2O∙2,7SiO2» жүйелерінде 400–600о С температура аралығында синтезделді. Эксперимент барысында синтез кезінде бастапқы үлгілердің және олардың қоспаларының массасының жоғалуы анықталды. Нәтижелер кестеде берілген (1-сурет). Жоғарыда келтірілген деректерден қалай (1-кесте) кеуекті кальций-алюмополифосфатты сорбенттерді синтездеу кезіндегі су шығыны көбінесе аддитивті сипатта болады, бұл қоспа құрамының өзгеруі кезінде дегидратация процесі жылдамдығының елеулі өзгеруінің жоқтығын көрсетеді, яғни үлгілер массасының жоғалуы бойынша тәжірибелік деректер теориялық есептелген нәтижелермен сәйкес келеді.

C:\Users\comp\Desktop\мақала\IMG-20181130-WA0002.jpgm,сал.%

Ca(H2PO4)2→mol% Al(H2PO4)3

Сурет 1. Құрамы мен температурасына байланысты кальций алюмофосфаттарын синтездеу кезінде массаның жоғалуы: 1–4000С; 2–5000С; 3– 6000С.

Жалпы алғанда аддитивтен шамалы ауытқулар, яғни теориялық эксперименттік мәндер эксперимент қателіктерімен байланысты және кальций мен алюминийдің бастапқы дигидромонофосфаттарын поликонденсациялау үдерістері механизмінің өзгеруін айқын көрсете алмайды. Сұйық шыны қоспаларының қатысуымен кальций дигидрофосфаты үшін массаның жоғалуының қисық өзгеруі, сондай-ақ термоөңдеу температурасының барлық диапазонында тікелей сызықтан іс жүзінде ауытқымайды. Термоөңдеу температурасының жоғарылауымен алюминий дигидрофосфаты үшін массаның жоғалуының қисық өзгеруі.

Алынған нәтижелер негізінде синтез барысында компоненттердің өзара реакциясының жүретіндігі дәлелденеді және одан әрі компоненттердің қасиеттеріне әсер ететін дегидратация өнімдерінің түзілуі мүмкін. Осылайша, «Ca(H2PO4)2-Al(H2PO4)3» жүйесінде синтез температурасы 400оС дейін болғанда, негізінен қышқыл кальций мен алюминийдің қышқылды ди-,үш- полифосфаттарынан тұратын өнімдер қоспасы түзіледі. Ал термоөңдеу температурасының өсуімен және сусыздандыру процесінің тереңдеуімен қышқыл сызықты полифосфаттар орта тұзға өтіп, жартылай циклденеді. Айтылған болжам ИК-спектроскопиялық және рентгенофазалық талдаулардың деректерімен расталды. Мысалы, Ca(H2PO4)2-Al(H2PO4)3 жүйесінде 400оС-та синтезделген өнімдердің ИҚ-спектрлерінде 458, 513, 736, 767, 1645 см-1 аймағында сіңіру жолақтары болады, мысалы Ca3H2(P2O7)2 кальцийдің қышқылды дифосфатына тән.

Термоөңдеу кезінде бастапқы компоненттердің калцияалюминийдің аралас фосфаттарының пайда болуымен өзара әрекеттесуі орын алады, бұл қоспаның бастапқы жеке компоненттерінің термоөңдеу өнімдерін сіңірудің негізгі жолақтарының ығысуы мен қарқындылығының өзгеруінде пайда болады. «Ca(H2PO4)2-Al(H2PO4)3» жүйесінде алынған үлгілердің дифрактограммалары Ca(H2PO4)2: Al(H2PO4)3=3:1 арақатынасында және 400оС температурасында да бастапқы компоненттердің кальций-алюминийдің қышқыл фосфаттарының түзілуімен өзара әрекеттесуімен дәлелденеді, сонымен қатар жаңа рефлекстер пайда болады. Сондай-ақ, термоөңдеу өнімдері аморфты қоспалар екенін атап өткен жөн. Термоөңдеу температурасының өсуімен қышқыл фосфаттар өзінің құрылымдық-байланысқан суын жоғалтады. Жүйенің фосфатты компоненттерінің бірін сұйық шынымен ауыстырып, натрий силикаты құрамын ұлғайтқанда және синтез температурасын жоғарылатқанымызда, жүйеле кристалдық поликонденсация өнімдерінің дәрежесі артатыны анықталды.

Әдебиет:

  1. Жусупова Л. А., Тапалова А. С., Джусипбеков У. Ж., Фишбейн О. Ю. Синтез и свойства кристаллических силикополифосфатов кальция // Проблемы химической технологии неорганических, органических, силикатных и строительных материалов и подготовки инженерных кадров: сб. тр. Междунар. научно-практ. конф. — Шымкент, 2002. — Т. 2. — С. 35–39.
  2. Жусупова Л. А., Жакитова Г. У., Джусипбеков У. Ж. Переработка фосфорных шлаков на сорбенты для очистки производственных вод от нефтепродуктов // Сб. тез. докл. научно-практ. конф. По актуальным вопросам химизации сельского хозяйства. -Ташкент, 2002. — С. 109.
  3. Жусупова Л. А., Капралова В. И., Жакитова Г. У., Губайдуллина Г. М. Исследование ингибирующих свойств растворимых продуктов поликонденсаций системы «Ca(H2PO4)2- NaH2PO4- Na2O∙mSiO2» // Изв. НТО «Кахак». — 2003. — № 2 (9). — С. 44–48.
  4. Кузьменков М. И., Плышевский С. В., Печковский В. В. и др. Разработка технологии производства метафосфата алюминия // Химическая промышленность. — 2004. — № 10. — С. 595–597.
  5. Капралова В. И. Коррозионная стойкость металлов в водных растворах с добавками растворимых силикофосфатов // Высокие технологии-залог устойчивого развития. Тр. Межд. научн конф. — Алматы, КазНТУ, 20137 — Т. 27. — С. 100–103.
Основные термины (генерируются автоматически): кальций, мена, алюминий, Синтез, кальций мен.


Похожие статьи

О возможности получения металлического кальция различными...

Исследована возможность получения металлического кальция различными термическими методами, а именно — методом диссоциации карбида кальция в вакууме, с помощью газовых восстановителей и металлотермическим восстановлением оксида кальция. Показано, что...

Фармацевтические композиции для восполнения кальциевого...

суточное потребление (РСП) кальция составляет в среднем 1000 мг/сут для взрослых, для лиц старше 60 лет — 1200 мг/сут. Физиологическая потребность для детей — от 400 до 1200 мг/сут [2]. На Российском рынке большинство препаратов, являющихся источниками кальция, имеют...

Термодинамические исследования процесса синтеза цианамида...

Термодинамические исследования процесса синтеза цианамида кальция из оксида кальция, аммиака и экспанзерного газа с применением ЭВМ. Авторы: Панжиев Олимжон Холлиевич, Хайитова Дилором, Бегамов Шахзод Тулкинович. Рубрика: Химия.

Основные термины (генерируются автоматически): кальций мен...

Сүт құрамындағы кальций мен фосфор жас нәресте мен төл сүйектерінің өсуіне, олардың тіс терінің қатаюына мүмкіндік береді . Жас нәресте мен төл 75 % кальций мен 50 % фосфорды анасының сүтінен қабылдайды. Егер организм де кальций мен фосфор жетіспесе, сүйек...

Получение соединений магния и кальция из их нитратного раствора

Ранее нами было показано, что целестиновые руды Арикского месторождения Туркменистана состоят в основном из целестина – природного сульфата стронция (SrSO4) и доломита (CaCO3∙MgCO3).

Эффективность назначения кальция и витамина D3 при...

Ключевые слова: остеоартроз, лечение, кальций, витамин D3.

По современным представлениям дефицит кальция и витамина D (стероидный гормон — регулятор

В частности было показано, что витамин D стимулирует синтез протеогликана хондроцитами...

Эффективность верапамиловой мази и препарата кальция при...

Актуальность. Несмотря на то, что первые упоминания об очаговой алопеции (ОА) относятся к первому десятилетию нашей эры, некоторые ученые по-прежнему считают эту болезнь загадкой [11]. Она остается заболеванием с неясной этиологией и до конца не изученным патогенезом.

Влияние витаминно-минерального комплекса «Гравинова» на...

В работе приведены результаты влияния препарата «Гравинова» на биохимический состав ротовой жидкости. После трех месяцев применения препарата у беременных женщин нормализовались показатели кальция и фосфора...

Күл үйінділерін бетон және минеральды байланыстырғыш зат...

Химиялық белсенділігі.Күл мен қождың құрамындағы пуццолонды белсенділігі балшықтың өртеу өніміне ие: метаколиниттің аморфты SiO2 және Al2O3 типті аморфталған балшықты зат және алюмосиликатты әйнек. Гидроксид кальций қатынасына байланысты реакцияның қабілеттілігі...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

О возможности получения металлического кальция различными...

Исследована возможность получения металлического кальция различными термическими методами, а именно — методом диссоциации карбида кальция в вакууме, с помощью газовых восстановителей и металлотермическим восстановлением оксида кальция. Показано, что...

Фармацевтические композиции для восполнения кальциевого...

суточное потребление (РСП) кальция составляет в среднем 1000 мг/сут для взрослых, для лиц старше 60 лет — 1200 мг/сут. Физиологическая потребность для детей — от 400 до 1200 мг/сут [2]. На Российском рынке большинство препаратов, являющихся источниками кальция, имеют...

Термодинамические исследования процесса синтеза цианамида...

Термодинамические исследования процесса синтеза цианамида кальция из оксида кальция, аммиака и экспанзерного газа с применением ЭВМ. Авторы: Панжиев Олимжон Холлиевич, Хайитова Дилором, Бегамов Шахзод Тулкинович. Рубрика: Химия.

Основные термины (генерируются автоматически): кальций мен...

Сүт құрамындағы кальций мен фосфор жас нәресте мен төл сүйектерінің өсуіне, олардың тіс терінің қатаюына мүмкіндік береді . Жас нәресте мен төл 75 % кальций мен 50 % фосфорды анасының сүтінен қабылдайды. Егер организм де кальций мен фосфор жетіспесе, сүйек...

Получение соединений магния и кальция из их нитратного раствора

Ранее нами было показано, что целестиновые руды Арикского месторождения Туркменистана состоят в основном из целестина – природного сульфата стронция (SrSO4) и доломита (CaCO3∙MgCO3).

Эффективность назначения кальция и витамина D3 при...

Ключевые слова: остеоартроз, лечение, кальций, витамин D3.

По современным представлениям дефицит кальция и витамина D (стероидный гормон — регулятор

В частности было показано, что витамин D стимулирует синтез протеогликана хондроцитами...

Эффективность верапамиловой мази и препарата кальция при...

Актуальность. Несмотря на то, что первые упоминания об очаговой алопеции (ОА) относятся к первому десятилетию нашей эры, некоторые ученые по-прежнему считают эту болезнь загадкой [11]. Она остается заболеванием с неясной этиологией и до конца не изученным патогенезом.

Влияние витаминно-минерального комплекса «Гравинова» на...

В работе приведены результаты влияния препарата «Гравинова» на биохимический состав ротовой жидкости. После трех месяцев применения препарата у беременных женщин нормализовались показатели кальция и фосфора...

Күл үйінділерін бетон және минеральды байланыстырғыш зат...

Химиялық белсенділігі.Күл мен қождың құрамындағы пуццолонды белсенділігі балшықтың өртеу өніміне ие: метаколиниттің аморфты SiO2 және Al2O3 типті аморфталған балшықты зат және алюмосиликатты әйнек. Гидроксид кальций қатынасына байланысты реакцияның қабілеттілігі...

Задать вопрос