Моделирование нуклеации ортокремниевой кислоты и роста коллоидных частиц кремнезема в гидротермальных растворах
Диссертация
Актуальность работы. Совершенствование методов комплексного использования энергетического и минерального потенциала природных гидротермальных растворов имеет большое значение для повышения эффективности использования этого вида ресурсов. Аморфный коллоидный кремнезем — один из важнейших минеральных компонентов, ценность которого увеличивается с учетом роста потребления аморфных кремнеземов… Читать ещё >
Список литературы
- Шабанова Н.А., Попов В. В., Саркисов П. Д. Химия и технология нанодис-персных оксидов. М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. — 286 с.
- Фролов Ю.Г. Теоретические основы синтеза гидрозолей кремнезема // Получение и применение гидрозолей кремнезема. Труды Московского химико-технологического института им. Д. И. Менделеева. 1979. Вып. 107. С. 3−20.
- Пег R.K. Polymerization of policilicic acid derived from 3.3 ratio sodium silicate // J. Phys. Chem. 1953. V. 57. N. 6. P. 604−607.
- Alexander G.B. The reaction of low molecular weight silicic acids // J. Amer. Chem. Soc. 1953. V. 75. N. 22. P. 5655−5657.
- Alexander G.B. The polymerization of monosilicic acid // J. Amer. Chem. Soc. 1954. V. 76. N. 8. P. 2094−2096.
- Richardson E., Waddams J.A. // Res. Corresp. 1954.V. 7, S43.
- Bechtold M.F. Polymerization and properties of dilute aqueous silicic acid from cation exchange // J. Phys. Chem. 1955. V. 59. N. 6. P. 532−541.
- Goto K. // J. Chem. Soc. Jap. Pure Chem Sect. 1955.V. 76. P. 729.
- Goto K. Effect of pH on polymerization of silicic acid // J. Phys. Chem Sect. 1956. V. 60. N. 7. P. 1007−1008.
- Okkerse C. // Submicroporous and Macroporous Silica, Delftsche Uitgevers MaatschappifN.V., Delft, 1961.
- Ashley K.D., Innes W.B. Control of physical structure of silica-alumina catalyst // Industr. and Eng. Chem. 1952. V. 44. N. 12. P. 2857−2863.
- Schwarz R., Knauff K.G. // Z. Anorg. Allg. Chem. 1954.V. 275. P. 176.
- Hoebbel D., Wieker W. et al. // Z. Anorg. Allgem. Chem. 1973. V. 400. P. 148- 1974.V. 405. P. 163- 1977. V. 428. P. 43.
- Baumann H. Polymerization and depolymerization de kieselsaure unter ver-schiedenen begingungen // Kolloid Z. 1959. Bd. 162. N. 1. P. 28−35.
- Coudurier M., Baudru R., Donnet J.B. Etude de la polycondensation de’acide dis-ilique//Bull. Soc. Chem. Fr. 1971. N. 9. P. 3154−3160.
- Marsh A.R., Klein S., Vermeulen T. // U.S. Energy Research and Development Adminictration, Contract W-7405-ENG-48, Report LBL-4415, University of California, Lawrence-Berkeley Laboratory, October 1975.
- Гинзбург Ф.Л., Шейдина Л. Д. Радиохимия, 1973 г., т. 15, с. 410.
- Greenberg S.A. Polymerization of silicic acid in alkaline solutions. A kinetics study // J. Polym. Sci. 1958. V-. 27. N. 115. P. 523−527.
- Tarutani T. Chromatographic behavior of silicic acid on sephadex columns // J. Chromatogr. 1970. V. 50. N. 3. P. 523−526.
- Makrides A.K., Turner M., Slaughter J. Condensation of silica from supersaturated silicic acid solutions // J. Colloid Interface Science. 1980. V. 73. N. 2. P. 345 367.
- Шабанова H.A., Саркисов П. Д. Основы золь-гель технологии нанодисперсного кремнезема. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. — 208 с.
- Фролов Ю.Г., Шабанова Н. А., Попов В. В. Влияние температуры и рН на поликонденсацию кремниевой кислоты в водной среде // Коллоидный журнал. 1983. Т. 45. № 1. С. 179−182.
- Фролов Ю.Г., Шабанова Н. А., Попов В. В. Поликонденсация кремниевой кислоты в водной среде. Влияние концентрации кремниевой кислоты // Коллоидный журнал. 1983. Т. 45. № 2. С. 382−386.
- Fleming В.A. Kinetics of reaction between silicic acid and amorphous silica surfaces in NaCl solutions // Journal of Colloid and Interface Science. 1986. V. 110. N. 1. P. 40−64.
- Weres O., Yee A., Tsao L. Kinetics of silica polymerization // U.S. Department of Energy, Contract W-7405-ENG-48, University of California, Lawrence-Berkeley Laboratory, May 1980.
- Rothbaum H.P., Rohde A.G. Kinetics of silica polymerization and deposition from dilute solutions between 5 and 180 °C // Journal of Colloid and Interface Science. 1979. V. 71. N. 3. P. 533−559.
- Фролов Ю.Г., Лескии В. В., Шабанова Н. А., Донецкий И. А., Кандарюк В. В., Павлов А. И. Концентрирование кремнезолей методом ультрафильтрации и свойства полимерных мембран // Коллоидный журнал. 1978. Т. 40. № 2. С. 393 396
- Краеный-Адмони Л.В. О применении золей кремнезема в фотографическом одноступенчатом процессе // Получение и применение гидрозолей кремнезема. Труды Московского химико-технологического института им. Д. И. Менделеева. 1979. Вып. 107. С. 112−118.
- Потапов В.В. Коллоидный кремнезем в высокотемпературном гидротермальном растворе. Владивосток: Дальнаука, 2003. — 216 с.
- Marshall W.L. Amorphous silica solubilities. I. Behavior in aqueous sodium nitrate solutions: 25−300°C, 0−6 molal // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1980. V. 44. P. 907−913.
- Айлер P. Химия кремнезема. M.: Мир, 1982. — 4.1, 2. — 1127 с.
- Chu В. Laser Light Scattering. -N.Y.: Acad. Press, 1974. 318 p.
- Cummins IT.Z., Pike E.R. Photon Correlation and Light Beating Spectroscopy. —N.Y.: Plenum Press, 1974. 246 p.
- Berne В.J. Pecora R. Dynamic Light Scattering with Applications to Chemistry, Biology and Physics. — N.Y.: Willey-Interscience, 1976. 404 p.
- Cummins H.Z., Pike E.R. Photon Correlation Spectroscopy and Velocimetry. -N.Y.: Plenum Press, 1977. 367 p.
- Литманович Е.А., Касаикин В. А., Зезин А. Б., Кабанов В. А. Влияние концентрационного режима раствора поли(1ЧДчГ- диаллилдиметиламмоний хлорида) на процессы самоорганизации в мего смесях с додецилсульфатом натрия. Докл. РАН. 2000. Т. 373, № 3. С. 350−354.
- Литманович Е.А., Орленева А. П., Королев Б. А., Касаикин В.А., Куличихин
- B.Г. Динамика полимерной цепи в водных и водно-солевых растворах полиди-метилдиаллил-аммоний хлорида // Высокомолекулярные соединения. 2000. Т. 42, № 6. С. 1035−1041.
- Аписимов М.А., Киятченко Ю. Ф., Николаенко Г. Л., Юдин И. К. Измерения вязкости жидкостей и размеров взвешенных частиц методом оптической корреляционной спектроскопии // Журнал инженерной физики. 1980. Т. 38(4).1. C. 387−390.
- Камминс Г. З. Применение спектроскопии оптического смешения в биологии. М.: Мир, 1986. — С. 291−307.
- Пыози П.Н. Диффузия макромалекул. М.: Мир, 1986. — С. 388−400.
- Tanford С. Physical Chemistry of Macromolecules. John Wiley and Sons, New York, 1961.278 р.
- Flory P.J. Principles of Polymer Chemistry. Cornell University Press, 1953. 313 P
- Koppel D.E., Journ. Chem. Phys. 57. 4814 (1972).
- Потапов B.B., Зеленков B.H., Горбач B.A., Кашпура В. Н., Мин Г.М. Извлечение коллоидного кремнезема из гидротермальных растворов мембранными методами. М.: РАЕН, 2006. — 228 с.
- Okamoto G., Olcura Т., Goto K. Properties of silica in water // Geochimica et cosmochimica acta. 1957. V. 12. N. 1. P. 123−132.
- Потапов B.B., Ревина A.A., Баранова E.K. Рассеяние и поглощение света напочастицами кремнезема в гидротермальных растворах // Журнал физической химии. 2008. Т. 82. № 6. С. 1137−1144.
- Потапов В.В., Смывалов С. А., Близнюков М. А., Горбач В. А., Кравченко В. В. Моделирование процесса нуклеации ортокремниевой кислоты в гидротермальном растворе // Теоретические основы химической технологии. 2006. Т. 40. № 4. С. 112−119.
- Самарский А.А., Гулин А. В. Численные методы. М.: Наука, 1989. — 129 с.
- Weres О., Yee A., Tsao L. Kinetics of silica polymerization // Journal of Colloid and Interface Science. 1981. V. 84. N. 2. P. 379−402.
- Crerar D.A., Axtmann E.V. Growth and ripening of silica polymers in aqueous solutions // Geochimica at cosmochimica acta. 1981. V. 45. P. 1259−1266.
- Ohsawa S., Kawamura Т., Nakamatsu N., Yusa Y. Geothermal blue water colored by colloidal silica // World geothermal congress, Kyushu — Tohoku, Japan, May 28 June 10, 2000. P. 663−668.
- Потапов, В.В., Сердан, А.А. Осаждение кремнезема из гидротермального теплоносителя электрокоагуляцией // Химическая технология. — 2002. № 9. -С. 2−9.
- Потапов В.В., Поваров К. О., Словцов И. Б., Харлов А. Е. Разработка способов осаждения кремнезема из гидротермального теплоносителя // Химическая технология. 2003. — № 5. — С. 8−13.
- Резников А.А., Муликовская Е. П., Соколов И. Ю. Методы анализа природных вод. М.: Недра, 1970. — 488 с.
- Мышляева JI.B., Краснощеков В. В. Аналитическая химия кремния. — М.: Наука, 1972.-94 с.
- Iler R.K. Isolation and characterization of particle nuclei during the polymerization of silicic acid to colloidal silica//J. Colloid Sci. 1980. V. 75. N. l.P. 138−148.
- Электронная микроскопия в минералогии /Под ред. Г.-Р. Венка. М.: Мир, 1979.-544 с.
- Weres О., Yee A., Tsao L. Kinetics of silica polymerization. Report LBL-7033, Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, Jule, 1980.
- Потапов B.B., Аллахвердов Г. Р., Сердан A.A., Мин Г.М., Кашутина И. А. Получение водных золей кремнезёма мембранным концентрированием гидротермальных растворов // Химическая технология. 2008. № 6. С. 14−22.
- Потапов В.В. Физико-химические процессы при осаждении кремнезема из гидротермального раствора // Теоретические основы химической технологии. 2004. Т. 38. № 1. С. 77−85.
- Brown K.L., Bacon L.G. Manufacture of silica sols from separated geothermal water // World Geothermal Congress, Kyushu-Tohoku, Japan, May 28 June 10, 2000. P. 533−537.1. Код программы MSANUC.FOR.1. PROGRAM MSANUC
- REAL* 8 CBOL, CAV, ZELD, EXPF, RNUC
- DIMENSION RP (1:150 000), PN (1:150 000)
- DIMENSION CONMS (l: 150 000)1. RS=22 001. DSP=2.2073E281. SIM=0.061. CS0=700.0E-61. CONNA=239.41. CONK=42.0
- CNA=(CONN A/22 989.77)+(CONK/3 9098) CBOL=l .38E-23 CAV=6.02E23 RG=8.31
- STRION=0.14 218 PI=3.14 159 265
- PRINT*, 'GIVE ME t©, pH, TIPOL (s)'1. READ*, t, PH, TIPOL1. T=t+273.151. ANA-4.01. BNA-0.0751. AS 1=4.01. BSI=0.01.((T-273.15).LE.50) THEN ADH=0.534 BDH=0.333 PKSIL=9.50
- ELSE IF ((T-273.15).GT.50.AND.(T-273.15).LE.75) THEN1. ADH=0.5621. BDH=0.3371. PKSIL=9.27
- ELSE IF ((T-273.15).GT.75.AND.(T-273.15).LE. 100) THEN1. ADH=0.5961. BDH=0.3411. PKSIL=9.10
- ELSE IF ((T-273.15).GT. 1 OO.AND.(T-273.15).LE. 125) THEN1. ADH=0.6441. BDH=0.3481. PKSIL=8.98
- ELSE IF ((T-273.15).GT. 125) THEN1. ADH=0.6921. BDH-0.3541. PKSIL=8.90 END IF
- GN A= 10 * * (-ADH* STRION* * 0.5/(1 +ANA*BDH* STRION* * 0.5)+BNA* STRION)
- GSI=10**(-ADIi*STRION**0.5/(l+ASI*BDH*STRION**0.5)+BSI*STRION)
- ALFSI= 1 /(1+GSI* 10* * (PKSIL-PH))1. ACTNA=CN A* GNA1. ACTNA=0.069
- PHN=PH+ALOG10(ACTNA/0.069) PRINT*, «PHN=», PUN
- ALCE=-0.1185−1126/T+233 050/T**2−36 784 000/T**31. CE=(10**ALCE)*600 001. CMS=CS01. SN=CMS* 1.0E6/CE1. QLP=3.34E251. TIME=0.01. PRINT*, 'CE—, CE1. PRINT*, 'SN—, SN1. N=0
- SIGM=(63.68-(0.049+0.2174*FI)*T)*0.001
- RC=2* SIGM* SIM/(RS *RG*T* ALOG (SN))
- QPCR=(4.0/3.0)*PI*(RC)**3*DSP1. A=9.6538
- F=(0.45*F1+0.55*F2)/0.1 189 131. PKI=6.4
- PKOIi=10**(3.1171−4296.6/T)1. SA=SN*(1-ALFSI)1. ST=10**(0.0977+75.84/T)1.(SA.LT.ST) FF=SA**51.(SA.GT.ST) FF=ST**5+5*ST**4*(SA-ST)
- RMD=0.1666*F*PKOIi*FF*(l-l/SN)
- Z.iLD=(l/(2.0*PI*3.0**0.5))*(SIM/(RS*CAV*RC**2))*(SrcM/(CBOL*T))**0.5 ZELD2=(2.0/3.0)*(0.75/(PI*2.21E22*QPCR**2))* * (1.0/3.0)*(SIGM/(CBOL*T* 1.0 E4))**0.5
- PMS=PMS+PN (1)*PM CONTINUE CCS=PMS CMS=CS0-CCS CONMS (N)=CMS
- WRITE (8,*) 't=', T-273.15,' С',' pH=', PH1. WRITE (8,*) 'PHnom-, PHN
- WRITE (8,*) 'CE-, CE,' mg/kg'1. WRITE (8,*) 'SN—, SN1. WRITE (8,*) 'FI1-, FI11. WRITE (8,*) 'FI2—, FI21. WRITE (8,*) 'Fl—, F11. WRITE (8,*) 'FI—, FI
- WRITE (8,*) 'FS1=', F 1/0.118 913
- WRITE (8,*) 'FS2—, F2/0.1 189 131. WRITE (8,*) 'F=', F
- WRITE (8,*) 'SIGM-, SIGM*1.0E3, ' mJ/m2'
- WRITE (8,* WRITE (8,* WRITE (8, WRITE (8, WRITE (8 WRITE (8, WRITE (8, WRITE (8, WRITE (8,* WRITE (8, WRITE (8, WRITE (8,
- CLOSE (UN CLOSE (UNIT=8) PRINT*,'FI1=', FI1 PRINT*, 'FI2—, FI2 PRINT*, 'FS1-, Fl/0.118 913 PRINT*, 'FS2—, F2/0.118 913 PRINT*, 'F—, F
- PRINT*, 'SIGM=', SIGM*1.0E3, ' mJ/m2'
- PRINT*, 'RC=', RC* 10**9,' nm'
- PRINT*, 'NUCCR—, QPCR,' Si02 units/particle'
- PRINT*, 'RMD-, IIMD,' kg/m2*s*
- PRINT*, 'RMD=', RMD* 1.43345E7,' mm/year'1. РЮОТ*, 'ZELD=', ZELD1. PRINT*, 'EXPF-, EXPF
- PRINT*, 'RNUC-, RNUC,' nuc/kg*s'
- PRINT*, 'TAUN1-, TAUN1,' min'
- PRINT*, 'TAUN2-, TAUN2,' min'1. DT=(TAUN1*60.0)/100.01.(TIPOL.LT.l.O) GO TO 41.(TIME.LT.TIPOL) GO TO 3
- PRINT*, 'CMS=', CMS*1.0E6,' mg/kg'
- PRINT*,'RP (t)=', RP*1.0E9,' nm'1. CONTINUE1. STOP1. END