Читать онлайн «Синтез и исследование сорбционных свойств силикатов лития»

УДК 661. 183. 7 С . А. Фо мич ева , В. П . Андр еев СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ СИЛИКАТОВ ЛИТИЯ1 Для обеспечения жизнедеятельности человека, вынужденного работать в условиях полностью изолированного объема, необходимо снижать содержание двуокиси углерода во вдыхаемом воздухе. В настоящее время широко используемые для этой цели хемосорбенты содержат в качестве основного компонента гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов, а именно LiOH, KOH, NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2, или соли вышеназванных щелочных металлов. Самую высокую адсорбционную емкость по CО2 на единицу массы имеет гидроксид лития. Это является одной из весомых причин для выбора его в качестве основы хемосорбента диоксида углерода в ряде случаев, где существуют требования ограничения изделий по массе. Высокая емкость гидроксида лития на единицу массы во многом связана с фактом низкой атомной массы лития. Хотя гидроксид лития и обладает высокой поглотительной способностью, однако, у него есть существенный недостаток, который заключается в его токсичности и раздражающем действии (ПДК 0,05 мг/м3) [1]. Поэтому поиск и исследование свойств других соединений лития, оказывающих меньшее раздражение на дыхательные пути человека, является важной практической задачей. К числу такого рода соединений можно отнести силикаты лития [2]. В литературе [3] появилась информация о сорбционной активности этих соединений в отношении CО2 при высоких температурах (85 дм3/кг). Задачей данного этапа исследований было определить оптимальные условия синтеза силиката лития и оценить его сорбционную активность при температуре окружающей среды (около 20 °С) и атмосферном давлении. На основании литературных данных было установлено, что силикат лития может быть синтезирован тремя способами: золь–гель методом [4], осаждением [5] и сплавлением [2]. Работа по получению силикатов лития началась с синтезов золь – гель методом. Методика синтеза силиката лития основывается на смешении кремнезоля и гидроксида лития с последующей сушкой полученного раствора различными способами. Сушку осуществляли в сушильном шкафу при температуре 80…110 °С, в сушильном шкафу под вакуумом (остаточное давление 50 мм. рт. ст. ) и в СВЧ-печи. Результаты исследования сорбционных свойств полученных образцов на объемной адсорбционной установке приведены в табл. 1. 1. Сорбционная емкость силиката лития, полученного золь – гель методом и высушенного различными способами (дм3/кг) Способ сушки Сорбционная емкость по CO2, л/кг Сушка в шкафу 3,18 Сушка в СВЧ 105 Вакуумная сушка 4,75 Рис. 1. Микрофотография образца силиката лития, полученного золь – гель методом и высушенного в СВЧ-печи Сравнительный анализ полученных экспериментальных данных показывает, что наиболее целесообразным способом сушки является СВЧ-сушка.