Механизм сорбции тетрафторида кремния анионитами

Abstract

Установлена взаимосвязь эффективности сорбции SiF₄ и природы связи воды с волокнистым ионитом. Показано, что сорбция газа возможна в условиях формирования полислоев молекул воды, энергия связи которых с ионитом соизмерима с энергией конденсации влаги, когда в ионите содержится "свободная" — обычная вода. Кремневая кислота в зависимости от физической формы ионита либо распределяется равномерно в его фазе, либо полимеризуется на поверхности до состояния геля, препятствующего свободному массопереносу продуктов гидролиза SiF₄ к ионогенным центрам. Состав продуктов сорбции, поглотительная емкость анионитов зависят от их физико-химических свойств.

Встановлено взаємозв’язок ефективності сорбції SiF₄ та природи зв’язку води з аніонітами. Показано, що критичному влаговмісту йоніту відповідає такий його стан, коли починається формування полішарів молекул води, енергія зв’язку яких з йонітом сумірна з енергією конденсації парів води; ефективна сорбція газів, зокрема, SiF₄ можлива, коли аніоніт вміщує "вільну" воду. Кремнієва кислота в залежності від фізичної форми йоніта або розподіляється рівномірно в його фазі, або полімеризується на поверхні до стану геля, перешкоджаючого вільному масопереносу продуктів гідролізу SiF₄ до йоногенних центрів. Склад утворених при сорбції SiF₄ продуктів взаємодії та поглинальна ємність аніонітів залежать від їх фізико-хімічних властивостей та фізичної форми.

The relationship between the efficiency of SiF₄ sorption and a nature of the water bonding with anionites has been found. As is shown, a "critical moisture content" of an ionite correlates with such a condition when water molecules begin to form polylayers and the bonding energy of the polylayers is comparable with the energy of water vapor condensation, i.e. the efficient sorption of gases, and, particularly SiF₄, is possible when the anionite contains "free" water. Depending on the physical form of a certain ionite, silicic acid can either distribute uniformly within the ionite phase or polymerize on the ionite surface forming a gel that hinders in the free mass transfer of hydrolysis products to ionogenic sites. The composition of products produced as a result of the SiF 4 sorption as well as the sorptive capacity of the anionites depends on both their physicochemical properties and their physical form.