Взаємодія шаруватих силікатів з поліакриламідами і неполярними вуглеводнями - Автореферат

Використання природних глин у промисловості і у заходах по охороні навколишнього середовища обумовлене їх мінеральним складом і фізико-хімічними властивостями, які в свою чергу, визначаються будовою глинистої частинки та її розмірами. Проте, робіт, в яких розглядаються питання поглинання неполярних вуглеводнів глинами у присутності води, мало. Фізико-хімічні властивості глин можна змінити шляхом їх модифікації органічними речовинами, зокрема поліакриламідами (ПАА). Метою роботи є виявити закономірності взаємодії поліакриламідів і неполярних вуглеводнів з глинистими мінералами для підвищення їх гідросорбційних властивостей і можливості використання шаруватих силікатів для руйнації плівок нафтопродуктів на поверхні води. Для досягнення мети поставлені такі завдання: Зясувати закономірності поглинання типовими глинами (бентонітом, каолінітами, гідрослюдистою та палигорськітовою глинами) неполярних вуглеводнів у присутності води.Величина адсорбції поліелектролітів на зарядженій поверхні глинистої частинки залежить не тільки від енергії адсорбції елементарної ланки, концентрації адсорбату, молекулярної маси зразку, термодинамічної якості розчинника (як у випадку неіоногенних полімерів), а й від густини зарядів поверхні макроіону, ступеню екранування зарядів поліелектролітів тощо. Дослідження природи сорбції неполярних вуглеводнів глинами, головним чином, проводилось із парової фази, тоді як потреби промисловості і екології вимагають обґрунтування процесів сорбції вуглеводнів у присутності води. Для визначення водопоглинання глин використовували метод “Enslin”. Інтенсивні процеси вивітрювання у значному часовому інтервалі привели до широкого розвитку різних мінеральних типів глин, серед яких слід виділити каолінові, бентонітові, палигорськітові, і глини змішаного складу. Адсорбція аніонних і неіоногенних полімерів поверхнею монтморилоніту здійснюється, головним чином, водневими звязками між карбонільними і гідроксильними групами полімеру і відповідними центрами зовнішньої поверхні кристалітів монтморилоніту.У дисертації наведено теоретичне обґрунтування природи взаємодії шаруватих силікатів з поліакриламідами і неполярними вуглеводнями і нове вирішення проблеми підвищення гідросорбційних властивостей бентонітових глин Черкаського родовища. Воно полягає в модифікації глин за допомогою ПАА або неполярних вуглеводнів, що відкриває можливість використовувати модифіковані ПАА бентоніти для створення гідроізоляційних барєрів, а природні шаруваті силікати - для руйнації плівок нафтопродуктів на поверхні води. Введення у глину більше 1 % ПАА приводить до значного збільшення водопоглинання глини, але одночасно спричинює зменшення його водоутримувальної здатності. Взаємодія глин з неполярними вуглеводнями у присутності води супроводжується одночасним поглинанням води і вуглеводнів.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

1. У дисертації наведено теоретичне обґрунтування природи взаємодії шаруватих силікатів з поліакриламідами і неполярними вуглеводнями і нове вирішення проблеми підвищення гідросорбційних властивостей бентонітових глин Черкаського родовища. Воно полягає в модифікації глин за допомогою ПАА або неполярних вуглеводнів, що відкриває можливість використовувати модифіковані ПАА бентоніти для створення гідроізоляційних барєрів, а природні шаруваті силікати - для руйнації плівок нафтопродуктів на поверхні води.

2. Фіксація ПАА частинками монтморилоніту здійснюється, переважно, зовнішніми гранями кристалітів за рахунок утворення електровалентних звязків для катіонних ПАА і водневих звязків та сил міжмолекулярної взаємодії для аніонних і неіоногенних ПАА.

3. Для покращення гідросорбційних властивостей черкаського бентоніту доцільно проводити його модифікацію неіоногенним або аніонним ПАА у кількості до 0,5 % . Введення у глину більше 1 % ПАА приводить до значного збільшення водопоглинання глини, але одночасно спричинює зменшення його водоутримувальної здатності.

4. Взаємодія глин з неполярними вуглеводнями у присутності води супроводжується одночасним поглинанням води і вуглеводнів. Вода поглинається мікро- і макропорами глини, утвореними внаслідок зєднання мікроагрегатів і агрегатів. Неполярні вуглеводні поглинаються мікроагрегатами, утвореними внаслідок накладання кристалітів один на одного.

5. Поглинання вуглеводнів шаруватими силікатами приводить до підвищення їх водопоглинання і набухання, що повязано зі збільшенням обєму мікроагрегатів унаслідок поглинання ними вуглеводнів між базальними гранями суміжних кристалітів. Збільшення обєму мікроагрегатів, у свою чергу, викликає збільшення обєму мікро- і макропор, заповнених водою.

6. Десорбція вуглеводнів з глиномасляних сумішей річковою водою незначна і складає для глин Черкаського родовища не більше 3 %.

7. У системі ціна-якість глини Черкаського родовища є перспективними для руйнації плівок нафтопродуктів на поверхні води у технологіях із затопленням сорбентів.

1. Сорбция 137Cs глинополимерными композитами, созданными на основе бентонита и анионных полиакриламидов / Ю. Г. Федоренко, Г. П. Задвернюк, Б. П. Злобенко, Т. И. Коромысличенко // Зб. наук. праць ІГНС. - К., 2007. - № 14. - С. 108-114. (Здобувачем отримано глинополімерні композити, визначено їх реологічні і сорбційні властивості, проведено інтерпретацію отриманих результатів).

2. Сорбція радіонуклідів глинополімерними композитами / Г. П. Задвернюк, Ю. Г. Федоренко, Б. П. Злобенко, Т. І. Коромисліченко // Зб. наук. праць ІГНС. - К., 2007. - № 15. - С. 94-98. (Здобувачем отримано глинополімерні композити, визначено їх статичну напругу зсуву, проведено інтерпретацію отриманих результатів).

3. Гідросорбційні властивості бентонітових глин, модифікованих поліакриламідами / Г. П. Задвернюк, В. М. Кадошніков, Ю. Г. Федоренко, Б. П. Злобенко, Л. В. Спасова // Мінерал. журн. - 2008. - Т. 30, № 2. - С. 80-85. (Здобувачем проведено модифікацію бентонітових глин поліакриламідами, визначено їх водопоглинання і водоутримання, проведено інтерпретацію отриманих результатів).

4. Природа взаємодії бентоніту з полярними і неполярними органічними речовинами / Е. В. Соботович, Г. П. Задвернюк, В. М. Кадошніков, Б. П. Злобенко, І. Р. Писанська, Ю. Г. Федоренко // Мінерал. журн. - 2008. - Т. 30, № 4. - С. 32-40. (За допомогою ІЧ-спектроскопії здобувачем підтверджено природу взаємодії монтморилоніту з поліакриламідами різної природи і неполярними вуглеводнями. Запропоновано схему поглинання неполярних вуглеводнів шаруватими силікатами).

Тези та матеріали конференцій: 5. Задвернюк Г. П. Сорбция 137 Cs геополимерными композитами на основе бентонита Черкасского месторождения Украины / Г. П. Задвернюк, Ю. Г. Федоренко, Б. П. Злобенко // Глины и глинистые минералы : междунар. конф., 26-30 июня 2006 г. : тезисы докл. - Пущино, 2006. - С. 98. (Здобувачем отримано глинополімерні композити, проведено експериментальні дослідження і інтерпретацію отриманих результатів).

6. Федоренко Ю. Г. Створення композитних екранних матеріалів для пунктів тимчасової локалізації РАВ у зоні відчуження / Ю. Г. Федоренко, Г. П. Задвернюк, Б. П. Злобенко // 20 років Чорнобильської катастрофи. Погляд у майбутнє : міжнар. конф., 24-26 квіт. 2006 р.: тези доп. - К., 2006. - С. 354-355. (Здобувачем проведено експериментальні дослідження і інтерпретацію отриманих результатів).

7. Глинополімерні композити як нові компоненти барєрних матеріалів / Г. П. Задвернюк, В. М. Кадошніков, Б. П. Злобенко, Т. І. Коромисліченко // Екологічна безпека : проблеми і шляхи вирішення : міжнар. наук.-практ. конф., 10-14 верес. 2007 р. : зб. наук. ст. - Х. : Райдер, 2007. - Т. 1. - С. 212-216. (Здобувачем розроблено методи отримання модифікованих бентонітів, оцінено вплив поліакриламідів на їх сорбційні властивості).

8. Глини Черкаського родовища як сорбенти нафтопродуктів / Г. П. Задвернюк, В. М. Кадошніков, Б. П. Злобенко, І. Р. Писанська, Ю. Г. Федоренко // Екологічна безпека : проблеми і шляхи вирішення : міжнар. наук.-практ. конф., 8-12 верес. 2008 р. : зб. наук. ст. - Х. : Райдер, 2008. - Т. 1. - С. 319-323. (Здобувачем оцінено можливість використання глин Черкаського родовища для руйнації плівок нафтопродуктів на поверхні води).

9. Природні та модифіковані глинисті мінерали як компоненти геохімічних барєрів / Г. П. Задвернюк, В. М. Кадошніков, Ю. Г. Федоренко, Б. П. Злобенко, С. В. Кузенко // Екологія міст і рекреаційних зон : всеукр. наук.-практ. конф., 17-18 квіт. 2008 р. : зб. наук. ст. - Одеса, 2008. - С. 330-334. (Здобувачем проаналізовано взаємозвязок між сорбційними властивостями природних і модифікованих глин Черкаського родовища і їх мінеральним складом).

10. Сорбція важких металів бентонітами, модифікованими поліакриламідами / Г. П. Задвернюк, В. М. Кадошніков, Ю. Г. Федоренко, Б. П. Злобенко, С. В. Кузенко // Екологічні проблеми техногенно-навантажених регіонів : міжнар. наук.-практ. конф., 12-14 трав. 2008 р. : зб. наук. ст. - Дніпропетровськ, 2008. - С. 105-107. (Здобувачем оцінено вплив поліакриламідів на сорбційні властивості глин Черкаського родовища).

Размещено на .ru