Способ стабилизации дисперсных систем

 

О П И С А Н И Е (111768454

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со(оз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.07.77 (21) 2531386/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (51) М, Кл.

В 01J 13/00

В 01J 37/00

В OIJ 19/04 (53) УДК 661.183 (088.8) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 07.10.80 по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

Ю. М. Чернобережский, Н. И. Быкова и А. И. Янклович (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени государственный университет им. А. А. Жданова

И ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕ

t (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к химической технологии, в частности к области получения различных веществ в состоянии высокой дисперсности, например катализаторов химических реакций или адсорбентов с высокоразвитой поверхностью.

Известен способ стабилизации коллоидных частиц, заключающийся во введении в систему, содержащую эти частицы, золя с зарядом частиц большим, чем заряд частиц 10 исходной суспензии, и одноименным по знаку.(1).

Недостатком данного способа является то, что он не позволяет регулировать размеры частиц, образующихся при прохожде- 15 нии химической реакции в растворе.

Наиболее близким к описываемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ стабилизации дисперсных систем, образующихся в 20 результате полимеризации молекул, возникших при прохождении химической реакции в растворе, заключающийся во введении в него органических веществ (гуминов), препятствующих прохождению про- 25 цесса полимеризации молекул (2).

По данному способу в раствор, содержащий ионы АI (III) или Fe (Ш), которые в результате прохождения химической реакции образуют молекулы гидроокисей, вво- 30 дят гуминовые кислоты. Они покрывают мельчайшие частицы -гидроокисей адсорбционным слоем, тем самым препятствуя их полимеризации в растворе, Недостатком этого способа является то, что введение в систему органических веществ не позволяет получить коллоидные частицы определенных размеров. Кроме того, адсорбционный слой органических молекул препятствует использованию этих частиц в качестве катализатора или адсорбента.

Целью изобретения является получение дисперсных систем с частицами различного размера.

Поставленная цель достигается тем, что в исходный раствор одновременно вводят индифферентный электролит, а в качестве добавок берут высокодисперсные неорганические частицы или компоненты, образующие их, противоположные по знаку заряда частицам, образующимся при полимеризации, при этом в качестве высокодисперсных неорганических частиц используют аэросил, йодистое или бромистое серебро, или компоненты, образующие эти соединения, а в качестве индифферентного электролита — раствор гипохлорита натрия.

Отличительным признаком способа является использование в качестве добавок, пре768454 пятствующпх процсссу полнмеризации молекул в растворс, высокодиспсрсных неорганических частиц нли компонентов, образующих их, противоположных по знаку заряда частица.«., сбразующимся прн полимсризацин, а та жс введение в исходный раствор одновременно со вссмн компонентами индифферентного электролита.

Другое отличие способа состоит в том, что в качестве высокодисперсных неорганических частиц используют аэросил, а также йодистос илп бромистое серебро, или воднорастворимые компоненты, образующие эти соединения, а в качестве индиффсрснтного электролита — раствор гипохлорита натрия.

Технология способа состоит в следующем.

В раствор, содержащий компоненты, образующие при прохождении химической реакции молекулы, способные к полимсризации, например, гидроокиси тяжелых двухи многовалентных металлов, вводят высокодисперсные частицы со знаком заряда, противоположным полимеризованным молекулам, или компоненты, образующие эти частицы. Такими веществами в случае полимеризации гидроокисей металлов могут являться йодистое или бромистос серебро, а также аэросил. Вместо йодистого или бромистого серебра можно вводить в систсму азотнокислос серебро и йодистый илн бромистый калий, которые при взаимодействии между собой образуют йодистое или бромистое серебро. При этом мутность системы, содержащей полимсризованныс молекулы гидроокисей, уменьшается, что свидетельствует об уменьшении размеров коллоидных частиц.

Для получения частиц промежуточного размера между частицами, соответствующими системе без добавок веществ, прспятствуюших полимеризации, и системе с добавками этих веществ, в раствор вводят различное количество индифферентного электролита, например гипохлорита натрия.

Введение данного электролита в количестве от 10- М до 4 10 — М уменьшает действие частиц второй дисперсной фазы, а введение его в количестве 5.10 — М полностью ликвидирует стабилизирующее действие этих частиц. При этом размер частиц становится равным первоначальному.

Пример . Берут 2 мл раствора перхлората свинца (РЬ(С104) ) = 8 3.10 — "М+

+ 19 мл дистиллированной воды. К порциям такого раствора быстро добавляют по

21 мл раствора гидроокиси натрия с концентрацией 10- 2 10- 5 10- 10-4,..., 10- М для получения серии растворов с возрастающими значениями рН /5 — 12/, При этом происходит образование частиц цисперсной фазы гидроокиси свинца

Pb(OH)g, что вызывает увеличение мутно5

65 сти раствора по мсрс увеличения содср..кания Ха011 (увеличение рН).

Затем берут те жс компоненты Pb(CIU )z и NaOH (по 2 мл) и одновременно добавляют в систему 19 мл 1 10-4 М раств ра

ЛИХО, и 19 мл 4 10 " М раствора КЛ компоненты, необходимые для образования высокодиспсрсных (коллоидных) частиц йодистого серебра нли 19 мл раствора коллоидных частиц аэроснла в дистнллиров. иной воде с концентрацией 10 †г/л.

Для получения частиц промежуточного размера между частицами Ph(ОН), соотвстствующимп системе без добавок второй дисперсной фазы и систсме с добавкой золя AgJ в эту систему, содержащую две дисперсные фазы Pb (ОН) z + AgJ, вводят раствор индифферентного электролита

NaC1O4 различной концентрации (М):

10 —, 3 10 —, 5.10 —, который уменьшает, а в конце концов ликвидирует защитное действие частиц второй дисперсной фазы.

Результаты приведенных опытов представлены в графическом виде на чертеже, где по оси абсцисс отложено значение рН системы, в которой образустся дисперсная фаза гидроокиси свинца; по оси ординат— значение коэффициента экстинции системы (т о см — ), который характеризует размеры образующихся коллоидных частиц, находящихся в прямо пропорциональной зависимости от этого коэффициента.

Кривая 1 показывает резкое увеличение т о при увсличении рН системы (увеличении количества гидроокиси натрия), которое происходит за счет образования диспсрсной фазы частиц гидроокисп свинца путем полимеризации молекул этой гидроокиси.

Кривые 2 и 6 показывают зависимость коэффициента т о в этой же системе в случае добавления в нее йодистого серебра (кривая 2) или аэросила (кривая 6) .

Кривые 3 — 5 характеризуют зависимость коэффициента в системе Pb(OH) > + AgJ, в которую введен индифферентный электролит (NaC104) в количестве (М) 10 — (кривая 3); 3 10 — (кривая 4) и 5 10 — (кривая 5).

Как видно из представленных данных, проведение стабилизации коллоидных частиц предложенным способом позволяет регулировать их размеры от первоначально больших (кривая 1) до значительно меньших (кривая 2). Добавляя различные количества индифферентного электролита, можно варьировать размеры получающихся коллоидных частиц, задаваясь при этом заранее их определенным значением.

Получение частиц различных, заранее заданных размеров, может обеспечить благоприятные возможности для получения высокодисперсных систем с развитой поверхностью, что представляет значительный ин768454

0 15

010

005

Ю терес при получении ряда неорганических катализаторов и адсорбентов.

Формула изобретения

1. Способ стабилизации дисперсных си- 5 стем, образующихся в результате полимеризации молекул, возникших при прохождении химической реакции в растворе, включающий введение в исходный раствор добавок, препятствующих полимеризации, Io о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью получения дисперсных систем с частицами различного размера, в исходный раствор одновременно вводят индифферентный электролит, а в качестве добавок берут 15 высокодисперсные неорганические частицы или компоненты, образующие их, противоположпыс по знаку заряда частицам, образующимся при полимеризации.

2. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве высокодисперсных неорганических частиц используют аэросил, йодистое или бромистое серебро, или компоненты, образующие эти соединения, а в качестве индифферентного электролита раствор гипохлорита натрия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 237826, кл. В 01J 13/00, 1967.

2. Коллоидный журнал, № 13, 1951, с. 283 †2 (прототип).