В работе показана возможность получения на основе кислотного разложения нефелинового концентрата высокоэффективных кремниевых сорбентов с заданными структурно-поверхностными свойствами - удельными поверхностью и объемом, диаметром частиц и др. Приведены физико-химические свойства образцов диоксида кремния, полученных разложением нефелинового концентрата азотной и серной кислотами, причём при вскрытии нефелина раствором серной кислоты предложено использовать системы H2SO4-H2O и H2SO4-C2H5OH. Приведены данные по сорбции-десорбции и распределению объема пор по их диаметру полученных образцов SiO2, на основании которых сделаны выводы о типе и форме пор, преобладающих в образцах. Показано, что из нефелина могут быть получены как мезо-, так и микро- и макропористые кремнезёмы с развитой удельной поверхностью (285¸600 м2/г). Сделан вывод о том, что на основе нефелинового концентрата могут быть получены кремниевые сорбенты с контролируемыми структурно-поверхностными свойствами.
аморфный диоксид кремния, нефелин, сорбция, удельная поверхность, пористая структура
1. Phuong H.T., Huong T.T., Vinh L.T., Khuyen H.T., Thao D.T., Huong N.T., Lien P.T., Minh L.Q. Synthesis and characterization of NaYF4: Yb3+, Er3+ @silica-N=folic acid nanocomplex for bioimaginable detecting MCF-7 breast cancer cells. Journal of Rare Earths, 2019, vol. 37, pp. 1183-1187. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jre.2019.01.005.
2. Nethi S.K., Das S., Patra C.R., Mukherjee S. Recent advances in inorganic nanomaterials for wound-healing applications. Biomaterials Science, 2019, vol. 7, no. 7, pp. 2652-2674. DOI:https://doi.org/10.1039/c9bm00423h.
3. Asgari V., Landarani-Isfahani A., Salehi H., Amirpour N., Hashemibeni B., Rezaei S., Bahramian H. The Story of Nanoparticles in Differentiation of Stem Cells. Neural Cells Neurochemical Research, 2019, vol. 44, no. 12, pp. 2695-2707. DOI:https://doi.org/10.1007/s11064-019-02900-7.
4. Sanganalmatha P.U., Nagarajuc P.M., Sreeramulua K. Determination of quinalphos in human whole blood samples byhigh-performance thin-layer chromatography for forensicapplications. Journal of Chromatography A, 2019, vol. 1594, pp. 181-189. DOI:https://doi.org/10.1016/j.chroma.2019.02.003.
5. Dulski M., Dudek K., Chalon D., Kubacki J., Sulowicz S., Piotrowska-Seget Z., Mrozek-Wilczkiewicz A., Gawecki R., Nowak A. Toward the Development of an Innovative Implant: NiTi Alloy Functionalized by Multifunctional β-TCP+Ag/SiO2. Coatings ACS Applied Bio Materials, 2019, vol. 2, no. 3, pp. 987-998. DOI:https://doi.org/10.1021/acsabm.8b00510.
6. Al-Terehi M.N., Alkaim A.F. Role of nanoparticles applications as a model in DNA technologies; a review Indian. Journal of Forensic Medicine and Toxicology, 2019, vol. 13, no. 4, pp. 855-860. DOI:https://doi.org/10.5958/0973-9130.2019.00402.X.
7. Arriagada F., Nonell S., Morales J. Silica-based nanosystems for therapeutic applications in the skin. Nanomedicine, 2019, vol. 14, no. 16, pp. 2243-2267. DOI:https://doi.org/10.2217/nnm-2019-0052.
8. Sun G., Zeng S., Liu X., Shi H., Zhang R., Wang B., Zhou C., Yu T. Synthesis and Characterization of a Silica-Based Drug Delivery System. Spinal Cord Injury Therapy Nano-Micro Letters, 2019, vol. 11, no. 1, p. 23. DOI:https://doi.org/10.1007/s40820-019-0252-6.
9. Reshetnikov V.I. Evaluation of the adsorption capacity of enterosorbents and related medicinal preparations. Pharmaceutical Chemistry Journal, 2003, vol. 37, no. 5, pp. 246-251. DOI:https://doi.org/10.1023/A:1025334707409.
10. Markelov D.A., Nitsak O.V., Gerashchenko I.I., Comparative study of the adsorption activity of medicinal sorbents. Pharmaceutical Chemistry Journal, 2008, vol. 42, no. 7, pp. 405-408. DOI:https://doi.org/10.1007/s11094-008-0138-2.
11. Чукин Г.Д. Химия поверхности и строение дисперсного кремнезёма. М.: Типография Паладин, ООО «Принта», 2008, 172 с. @@[Chukin G.D. Surface chemistry and structure of dispersed silica. M.: Tipografiya Paladin, OOO «Printa», 2008,172 p. (In Russ.)]
12. Kim H.M., Noh Y.J., Yu J., Kim S.Y., Youn J.R., Silica aerogel/polyvinyl alcohol (PVA) insulation composites with preserved aerogel pores using interfaces between the superhydrophobic aerogel and hydrophilic PVA solution. Composites: Part A, 2015, vol. 75, pp. 39-45. DOI:https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2015.04.014.
13. Luo Y., Li Z., Zhang W., Rapid synthesis and characterization of ambient pressure dried monolithic silica aerogels in ethanol/water co-solvent system. Journal of Non-Crystalline Solids, 2019, vol. 503-504, pp. 214-223. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2018.09.049.
14. Baetens R., Jelle B.P., Gustavsen A., Aerogel insulation for building applications: a state-of-the-art review. Energy and Buildings, 2011, vol. 43, pp. 761-769. DOI:https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2010.12.012.
15. Захаров В.И., Калинников В.Т., Матвеев В.А., Майоров Д.В. Химико-технологические основы и разработка новых направлений комплексной переработки и использования щелочных алюмосиликатов. ч. 1. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1995, 181 с. @@[Zaharov V.I., Kalinnikov V.T., Matveev V.A. et al. Chemical and technological bases and development of new directions of complex processing and use of alkaline aluminosilicates. part.1. Apatity: publ. KSC RAS, 1995, 181 p. (In Russ.)]
16. Velyaev Y.O., Zakharov V.I., Maiorov D.V. Improvement of the technology for the synthesis of an alumosilicate coagulant-flocculant based on nepheline. Glass Physics and Chemistry, 2011, vol. 37, no. 5, pp. 568-571. DOI:https://doi.org/10.1134/S1087659611050154.
17. Матвеев В.А., Веляев Ю.О., Майоров Д.В. Усовершенствование метода выделения чистого диоксида кремния из растворов от серно-кислотного разложения нефелина. Химическая технология, 2013, т. 14, № 8, с. 453-459. @@[Matveev V.A., Velyaev Y.O., Majorov D.V. Improvement of the method of separation of pure silicon dioxide from solutions of sulfuric acid decomposition of nepheline. Himicheskaya tekhnologiya, 2013, vol. 14, no. 8, pp. 453-459. (In Russ.)]
18. Velyaev Y., Maiorov D., Kometiani I. Research on Obtaining Silica Xerogels from Nepheline and Study of some of their Physical and Chemical Properties. MSF, 2020, vol. 989, pp. 121-126. DOI:https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ MSF.989.121.
19. Gregg S.J., Sing K.S.W. Adsorption, surface area and porosity, second ed. Surface chemistry, Academic press, 1982.
