Иерархическая структура нанопористости мексиканских природных цеолитов типа клиноптилолит
Актуальность исследования обусловлена большим количеством вновь открытых цеолитовых месторождений в Мексике. Для практического использования этих материалов требуются соответствующие экспериментальные модели, обеспечивающие достоверные и пригодные к использованию данные по каждому из заявленных месторождений. Основной целью работы является оценка адсорбционной способности природных клиноптилолитных цеолитов из различных месторождений Мексики для оценки их нанопористости и наличия в них мезопористых пустот. Объектами исследования являются цеолитовые туфы семи различных месторождений, расположенных в Мексике. Эти отложения слабо изучены и характеризуются сложным минеральным составом пород. Методы исследования: цеолиты изучены методами рентгеноструктурного анализа, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной спектроскопии, термогравиметрии и дифференциальной сканирующей калориметрии. Все образцы были также изучены методом адсорбции N 2 для оценки площади поверхности всех исследованных цеолитов методом БЭТ, Ленгмюра и t-графиков. Общий объем пор оценивали в соответствии с правилом Гурсвича. Микропористость этих природных цеолитов измерялась методом адсорбции высокого разрешения с применением теории объемного заполнения микропор Дубинина-Астахова (D-A). Информация о распределении размеров микропор получена по данным изотермической адсорбции-десорбции. Результаты. Нанопористость природных клиноптилолитных цеолитов из новых месторождений изучена традиционными экспериментальными методами, такими как DRX, SEM, EDS и HRADS N 2 при температуре кипения жидкого азота. Последним методом определены параметры текстуры, в которых микропоры оцениваются по t-графикам. Распределение нанопор определено с использованием недавно предложенного приближения, называемого дифференциальными кривыми адсорбции. Исследования методами термогравиметрии и дифференциальной сканирующей калориметрии показывают наличие трех типов адсорбированной воды: адсорбированной воды в макропорах, воды, адсорбированной во внешней области цеолита (мезопоры), и воды, адсорбированной в микропорах. Такое поведение подтверждается адсорбцией N 2 : микропористым заполнением, многослойным заполнением на внешней поверхности цеолитового туфа и проявлением капиллярной конденсации, возникающей в макропорах.
Ключевые слова:
природные цеолиты, клиноптилолит, характеристические энергии адсорбции, нанопористость, мезопористость, цеолитовые месторождения, Мексика, адсорбционная способность, нанопоры, рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия, энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия, термогравиметрические методы, сканирующая калориметрия
Авторы:
Габриэла Итцель-Эрнандес
Эрнандес Мигель Анхель
Роберто Портильо
Виталий Павлович Петрановский
Алексей Николаевич Пестряков
Рубио Эфраин
Скачать bulletin_tpu-2018-v329-i10-11.pdf