Особенности синтеза высокодисперсных алюмофосфатов состава AlPO 4·nH2O
https://doi.org/10.29235/1561-8331-2021-57-3-310-319
Аннотация
Методом конденсации при гидротермальной обработке алюмофосфатных растворов с концентрацией (г/л) Al2O3 90 – 115, P2O5 340 – 440 в интервале температур 95–99 °C получен ортофосфат алюминия состава AlPO 4·2H2O с моноклинной структурой, идентичной структуре природного минерала метаварисцита. Впервые установлена роль старения алюмофосфатной системы в сокращении индукционного периода, одновременном зарождении первичных частиц во всем объеме раствора и образовании пастообразного продукта c преобладающим размером частиц 1–10 мкм в отличие от 30–50 мкм, характерного для мелкокристаллического, получаемого без старения раствора. Показано, что пастообразный AlPO4·2H2O, по сравнению с мелкокристаллическим, является труднорастворимым в HCl даже при длительном нагревании. Установлено влияние содержания P2O5 в алюмофосфатном растворе, условий его старения, продолжительности гидротермальной обработки на распределение частиц по размерам для синтезируемых ортофосфатов алюминия. Безводный алюмофосфат, полученный дегидратацией пастообразного AlPO 4·2H2O в интервале 150–200 °C с последующей термообработкой при 900 °C, хорошо растворим в кислотах, преобладающий размер частиц составляет 5–13 мкм.
Об авторах
Л. С. Ещенко
Белорусский государственный технологический университет
Беларусь
Беларусь
Ещенко Людмила Семеновна – д-р техн. наук, профессор
ул. Свердлова 13а, 220006, Минск
О. В. Понятовский
Белорусский государственный технологический университет
Беларусь
Беларусь
Понятовский Олег Витальевич – магистр
ул. Свердлова 13а, 220006, Минск
Список литературы
1. Гребенько, Н. В. Влияние условий получения фосфатов алюминия на их физико-химические свойства / Н. В. Гребенько, Л. С. Ещенко, М. И. Кушель // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология. – 1976. – Т. 19, вып. 7. – С. 1070–1073.
2. Гребенько, Н. В. Получение и свойства ортофосфатов алюминия / Н. В. Гребенько, Л. С. Ещенко, В. В. Печковский // Изв. Акад. наук СССР. Неорган. материалы. – 1978. – Т. 14, вып. 3. – С. 136–140.
3. Получение наполнителей для ЭРС на основе гидратированного ортофосфата алюминия / Л. С. Ещенко [и др.] // Труды БГТУ. Сер. химия и технология неорганических веществ. – 2015. – № 3. – С. 56–63.
4. Влияние структуры дигидрата ортофосфата алюминия на его электрореологическую активность / Е. В. Лаевская [и др.] // Тепло- и массоперенос–2014: сб. науч. тр. / Ин-т тепло- и массопереноса им. А. В. Лыкова НАН Беларуси. – Минск, 2015. – С. 263–270.
5. Разработка составов дисперсных наполнителей для ЭРС / Л. С. Ещенко [и др.] // Фуллерены и наноструктуры в конденсированных средах; материалы XI Междунар. науч. конф., 24–26 нояб. 2020 г., Минск. – Минск: ИТМО НАН Беларуси, 2020. – С. 21–26.
6. Hao, T. Electrorheological Fluids. The Non-aqueous Suspensions / T. Hao. – 1st ed. – Cambridge, Massachusetts, USA: Elsevier Science, 2005. – Vol. 22. – 578 p. https://doi.org/10.1016/s1383-7303(05)x8015-2
7. Влияние условий получения наноразмерного диоксида титана, модифицированного алюминием, на эффективность его применения в электрореологических дисперсиях / А. Н. Мурашкевич [и др.] // Коллоид. журн. – 2017. – Т. 79, № 1. – С. 65–72.
8. Tang, H. Giant electrorheological effects of aluminum-doped TiO2 nanoparticles / H.Tang, J. He, J. Persello // Particuology. – 2010. – Vol. 8, N 5. – P. 442–446. https://doi.org/10.1016/j.partic.2010.07.007
9. Kniep, R. Orthophosphates in the system Al2O3-P2O5-H2O / R. Kniep // AngewandteChemie International Edition in English. – 1986. – Vol. 25, N 6. – Р. 525−534. https://doi.org/10.1002/anie.198605251
10. Kolb, E. D. Solubility and Growth of A1PO4 in a hydrothermal solvent: HCl / E. D. Kolb, J. C. Grenier, R. A. Laudise // Journal of Crystal Growth. – 1981. – Vol. 51, N 2. – P. 178−182. https://doi.org/10.1016/0022-0248(81)90299-2
11. Solubility, crystal growth and perfection of aluminium orthophosphate / E. D. Kolb [et al.] // Journal of Crystal Growth. – 1980. – Vol. 50, N 2. – P. 404–418. https://doi.org/10.1016/0022-0248(80)90088-3
12. Bothe, Jr. J. V. Reactivity of alumina toward phosphoric acid / Jr. J. V. Bothe, P. W. Brown // Journal of the American Ceramic Society. – 1993. – Vol. 76, N 9. – P. 2353–2358. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1993.tb07776.x
13. Мелихов, И. В. Физико-химическая эволюция твердого вещества / И. В. Мелихов. – М.: БИНОМ. Лаб. знаний, 2006. – 309 с.
14. Eshchenko, L. S. Preparation of microcrystalline hydrated aluminum orthophosphate / L. S. Eshchenko, A. V. Paniatouski // The latest research in modern science: experience, traditions and innovations: Collected scientific articles of the X International scientific conference on February 18 – 19, Morrisville, NC, USA, 2020. – Lulu Press, Morrisville, NC, USA, 2020. – P. 21–26.
15. Kotova, N. P. Stability of strontium aluminophosphates in the system SrO–Al2O3–P2O5–HO at T = 25–350 °C and P = Psat – 500 bar / N. P. Kotova, L. P. Ivanov // Geochemistry International. – 2000. – Vol. 38. – P. 138−143.
16. JCPDS International Centre for Diffraction Data [Electronic Resource]. – Mode of access: https://www.icdd.com/
Рецензия
Просмотров: 670
Послать статью по эл. почте 