Структуроутворення в дисперсіях пірогенного кремнезему в присутності неіндиферентних електролітів

Abstract

Досліджено критичну концентрацію структуроутворення (ККС) для водних дисперсій нанокремнезему (260 м²/г), одержаного пірогенним методом, pH-залежності реологічних властивостей таких дисперсій, густини поверхневого заряду, ζ-потенціалу й електропровідності на постійному та змінному струмі. Методом термостимульованої деполяризації (ТСД) досліджено релаксаційні процеси в кластерах води на межі поділу фаз поверхня нанокремнезему/вода та в об’ємі при різних значеннях pH. Зазначено, що ККС для вихідної дисперсії нанокремнезему, при якій відбувається перехід із вільнодисперсного в гелеподібний стан, становить близько 7,5 мас.%, проте в присутності HCl чи NaOH при цій концентрації переходу системи в гель не спостерігається. Збільшення концентрації H⁺ (при додаванні HCl) суттєво впливає на електропровідність на постійному струмі та релаксаційні процеси в кластерах води, в той же час вплив інших вільних носіїв зарядів (Na⁺, Cl⁻, OH⁻) неістотний порівняно з H⁺

Исследована критическая концентрация структурообразования (ККС) для водных дисперсий нанокремнезема (260 м²/г), полученного пирогенным способом, pH-зависимости реологических свойств таких дисперсий, плотности поверхностного заряда, ζ-потенциала и электропроводности на постоянном и переменном токе. Методом термостимулированной деполяризации (ТСД) исследованы релаксационные процессы в кластерах воды на границе раздела фаз поверхность нанокремнезема/вода и в объеме при разных значениях pH. Отмечено, что ККС для исходной дисперсии нанокремнезема, при которой осуществляется переход из свободнодисперсного в гелеобразное состояние, составляет 7,5 масс.%, но в присутствии HCl или NaOH перехода в гель не наблюдается. Увеличение концентрации H⁺ (при добавлении HCl) существенно влияет на электропроводность на постоянном токе и релаксационные процессы в кластерах воды, в то время как влияние других свободных носителей зарядов (Na⁺, Cl⁻, OH⁻) незначительно по сравнению с H⁺.

The critical concentration of structurization (CCS) for water dispersions of pyrogenic nanosilica (260 m²/g), effect of pH level on rheological characteristics, surface charge density, ζ-potential, electrical conductivity on direct and alternating current have been investigated. The processes of water clusters relaxation on nanosilica/water interface and in bulk at various values pH were studied by the method of thermally stimulated depolarization (TSD). It has been established, that CCS of nanosilica initial dispersion (at which this dispersion turn from free dispersed to gel-like state, was equal 7.5 w.%, but in presence HCl or NaOH such transition was absent. The rising of H⁺ concentration (by HCl addition) essentially influences electrical conductivity on a direct current and relaxation processes in water clusters, while the effect of other free carriers of charges (Na⁺, Cl⁻, OH⁻) is less essential.