Структурні властивості дисперсних мінералів у складі пелагічних осадів - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наукРоботу виконано у відділі фізико-хімічної геомеханіки Інституту біоколоїдної хімії ім. Науковий керівник:доктор хімічних наук, професор Ковзун Ігор Григорович Інститут біоколоїдної хімії ім. Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор, Рульов Микола Миколайович, Інститут біоколоїдної хімії ім. Захист відбудеться “21” жовтня 2011 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.209.01 в Інституті біоколоїдної хімії ім. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту біоколоїдної хімії ім.Тому пелагічні осади є типовим біоколоїдним матеріалом, котрий трансформується також у корисні копалини - глини, залізні руди, лікувальні мули тощо. Однак колоїдно-хімічні дослідження ПО, а саме вивчення впливу глинистих мінералів як головної їх складової щодо структурних властивостей ПО відсутні, що заважає створенню наукових засад структурних перетворень ПО під дією зміни зовнішніх факторів (температури, механічної напруги, РН середовища тощо). Овчаренка НАН України: «Вивчення хімізму утворення фазових контактів за рахунок виникнення нанорозмірних граничних новоутворень» (2005 - 2006 рр. № Держреєстрації 0103U006030); «Розробити нові лікувальні аплікаційні матеріали та ентеросорбенти на основі біологічно-активних компонентів осадів Чорного та Азовського морів» (2005 - 2006 рр. № Держреєстрації 0105U008002); «Трансформація ультрадисперсних фаз в силікатних та поліметалічних структурах» (2005 - 2007 рр. № Держреєстрації 0105U001543); «Нанохімічні процеси у структурно-контактній організації силікатно-карбонатно-залізооксидних та рідкіснометалічних дисперсних систем Au, Ag, Pt» (2007 р., № Держреєстрації 0107U007695); «Нанохімічні процеси в силікатних, залізооксидних та поліметалічних структурах» (2008 - 2010 рр. № Держреєстрації 0107U008516); «Механохімічне та гідрохімічне формування нанорозмірних залізооксидних та силікатних фаз і нанокомпозицій в водних дисперсіях полімінеральних структур» (2010 - 2011 рр. № Держреєстрації 0110U005905); «Хімічні перетворення в залізооксидних, силікатних та поліметалічних системах за участю ультрадисперсних структур» (2011 р. Вперше вивчено реологічні та фрактальні характеристики пелагічних осадів Чорного моря та показано суттєвий вплив на їх структурні властивості ультрадисперсних глинистих мінералів у складі таких осадів. Показано, що структурно-механічні характеристики водних дисперсій глинистих мінералів, як головних компонентів пелагічних осадів, зменшуються при обробці в кислому середовищі за рахунок зменшення контактної зони поверхні мінералів, задіяної в міжчастинкових звязках.Перший розділ присвячений аналітичному огляду літератури, в якому висвітлено сучасний стан проблеми дослідження фізико-хімічних і колоїдних властивостей пелагічних осадів. Детально описано експериментальні методи, використані в роботі при дослідженні осадів та глинистих мінералів у їх складі, а саме електрономікроскопічний, рентгенофазовий та хімічний методи аналізу мінерального, елементного і мікроелементного складу пелоїдів та глинистих мінералів; методи лазерної кореляційної спектроскопії та електронної мікроскопії для визначення розміру та розподілу частинок; адсорбційний метод оцінки структурних характеристик пелоїдів і мінералів; метод оцінки фрактальних характеристик глинистих агрегатів; реологічний метод дослідження пелоїдів і їх глинистих компонентів. Вивчено реологічні, структурно-адсорбційні та фрактальні характеристики пелагічних осадів Чорного моря, які порівняно зі зразками мулів озера Чокрак, Куяльницького лиману та Азовського моря. Методом рентгенофазового аналізу встановлено, що пелагічні осади Чорного моря, що складаються головним чином із глинистих мінералів, а саме слюд, монтморилоніту, каоліну та асоційованих домішок польових шпатів, кварцу (рис. Розподіл частинок пелагічних осадів Чорного моря:и1 і 2 - нативні; 3 і 4 - після термічного висушування при 110 °С глинистих мінералів, частина мезопор переходить у пори меншого розміру (в даному випадку з 1,9 та 2 нм до 1,4 нм), а розмір інших мезопор збільшується (з 5,0 і 6,0 до 5,6 і 6,8 нм) (див. табл.Визначено головні колоїдно-хімічні чинники, що впливають на структуроутворення морських пелагічних осадів та їх глинистих компонентів в умовах зміни зовнішніх факторів - механічної напруги, кислотної та термічної обробки. Показано, що зміна структурних властивостей глинистих мінералів у складі пелагічних осадів є головною причиною зміни структурних властивостей пелагічних осадів. Встановлено, що структурно-механічні та реологічні характеристики водних дисперсій глинистих мінералів як головних компонентів пелагічних осадів зменшуються під впливом кислотної обробки; запропоновано механізм такого впливу, що полягає у зменшенні кількості контактів між агрегатами, водночас як взаємодія наночастинок в агрегатах зростає.

Основний зміст