Отримання бьоміту гідротермальним методом та аналіз кінетики його дегідратації

Анотація

Бьоміт (AlOOH), завдяки своїй пористій структурі, чудовим адсорбційним властивостям та надзвичайній термічній стабільності широко використовується в різних галузях, включаючи нафтохімію, біологію та медицину (каталізатори, антипірени, функціональна кераміка тощо). Нами пропонується замінити традиційні солі Al (або алко­­ксиди Al) на гідроксид алюмінію промислового класу Al(OH)₃ як вихідний матеріал і використовувати гідротермальний метод для синтезу фазовочистого порошку бьоміту. Фазовий перехід від гіббситу до бьоміту можна досягти шляхом регулювання гідротермальної температури. Вивчено вплив температури гідротермальної реакції на кристалічну структуру та морфологію бьоміту. Для всебічного аналізу фазового складу, морфології та процесу фазового переходу зразків залучено різні аналітичні методи, включаючи XRD, SEM, TEM, HRTEM, розподіл частинок за розміром та TГ–ДСК. Результати показують, що порошок, який складається з чистої фази бьоміту з пластинчастою морфологією, можна отримати при гідротермальних температурах вище 180 °C. Квадратні пластинки мають гладку поверхню, чіткі межі та середній розмір приблизно 0,88 мкм. Аналіз кінетики дегідратації за допомогою методу Попеску підтверджує, що синтезований бьоміт має температуру термічного розкладу вище 700 К та втрату ваги при дегідратації 17%. Процес дегідратації відповідає модельному механізму функції f(α) = 2(1 – α)^1/2, що вказує на реакцію між рідиною та твердою речовиною. Середня енергія активації (E_a) для процесу дегідратації становить 211,40 кДж/моль, середній передекспоненційний коефіцієнт A = 5,05×10¹³ хв^–1, а середній коефіцієнт кореляції R² = = 0,9939.