В экспериментах получены золи гидротермального нанокремнезема. Для получения золей проводили поликонденсацию ортокремниевой кислоты и микрофильтрационного мембранного концентрирования. Изучены параметры процесса микрофильтрационного мембранного концентрирования. Проницаемость мембран уменьшалась с течением времени по зависимости близкой к линейной, при этом селективность по кремнезему и солям увеличивалась, что можно объяснить формированием гелевого слоя на мембранном слое. Селективность микрофильтрационной мембраны по частицам кремнезема увеличивалась равномерно со временем фильтрования в пределах 0,86-0,98. Селективность мембраны по растворенным солям увеличивалась так же равномерно во времени в более широких пределах: 0,33–0,7. Плотность, общее солесодержание концентрата и фильтрата увеличивались во времени по зависимости более сильной, чем линейная. Благодаря тому, что селективность по частицам SiO2 была близка к 1,0 – 0,86–0,98, а селективность по солям была в пределах 0,33–0,7, с помощью микрофильтрационного мембранного концентрирования удалось получить образцы стабильных золей с высоким значением параметра ms = SiO2/TDS. Установлен химический состав гелевого слоя, который образовывался на трубках микрофильтрационных мембран в ходе концентрирования. Определен диапазон размеров частиц SiO2 в полученных золях.
In experiments sols obtained hydrothermal nanogrammes. To obtain sols, polycondensation of ortho-silicon acid and microfiltration membrane concentration was performed. Parameters of microfiltration membrane concentration process are studied. The permeability of membranes decreased over time according to close to linear dependence, while the selectivity of silica and salts increased, which can be explained by the formation of a gel layer on the membrane layer. The selectivity of the microfiltration membrane by silica particles increased uniformly with the time of filtration in the range of 0.86–0.98. The selectivity of the membrane for dissolved salts also increased uniformly over time in a wider range: 0.33–0.7. Density, total salt content of concentrate and filtrate increased in time by dependence stronger than linear. Due to the fact that the selectivity of SiO2 particles was close to 1,0–0,86–0,98, and salt selectivity was in the range of 0.33–0.7, with the help of microfiltration membrane concentration it was possible to obtain samples of stable sols with a high parameter value ms = SiO2/TDS. The chemical composition of the gel layer formed on the tubes of microfiltration membranes during concentration was established. The range of SiO2 particle sizes in the obtained sols was determined.
1. Оуэнс Ф. Нанотехнологии / Ф. Оуэнс, Ч. Пул-мл. – М.: Техносфера, 2009. – 336 с.
2. Минько Н.И. Методы получения и свойства нанообъектов / Н.И. Минько, В.В. Строкова, И.В. Жерновский, В.М. Нарцев. – Белгород: Изд-во Флинта, 2009. – 168 с.
3. Sobolev K., Ferrada Gutierrez M. How Nanotechnology Can Change the Concrete World. American Ceramic Society Bulletin. 2005. № 10. Р. 14–19.
4. Flores-Vivian I., Pradoto R.G.K, Moini M., Kozhukhova M., Potapov V., Sobolev K. The effect of SiO2 nanoparticles derived from hydrothermal solutions on the performance of portland cement based materials // Frontiers of Structural and Civil Engineering. 2017. P. 1–10.
5. Технологии мембранного разделения в промышленной водоподготовке / А.А. Пантелеев [и др.]. – М.: ДеЛи плюс, 2012. – 429 с.
6. Потапов В.В., Горев Д.С., Шунина Е.В., Зубаха С.В. Результаты мембранного концентрирования химических соединений гидротермальных растворов: Li, B, Rb, Cs // Горно-информационный аналитический бюллетень. – 2016. – С. 476–490.
7. Френкель В.С. Мембранные технологии: прошлое, настоящее и будущее (на примере Северной Америки) // Водоснабжение и санитарная техника. – 2010. – № 8. – С. 48–55.