Влияние соотношения компонентов в наноразмерной порошковой системе ZrO2-Al2O3 на адсорбцию тестовых красителей

Гидролизным золь-гель методом в присутствии добавки поливинилпирролидона были синтезированы порошки nZrO₂-(100-n) Al₂O₃, где n = 0, 35, 65, 100 мольных %, с последующими процедурами сушки при 180 ⁰С и прокаливания при 500⁰С. Комплекс физико-химических методов исследования (низкотемпературная адсорбция азота, дифрактометрия, ИК-спектроскопия, электронная сканирующая микроскопия с энергодисперсионным анализом, спектрофотометрия) позволил определить влияние состава на текстуру, морфологию, размер частиц, пористость, кристалличность и адсорбционную способность моно- и бикомпонентных оксидов. Установлено, что с ростом содержания диоксида циркония удельная поверхность уменьшается, средние размеры индивидуальных частиц и пор увеличиваются. Образец 100% Al₂O₃ имеет поверхность 176 м²/ги поры 6 нм в диаметре, а образец 100% ZrO₂ - 76 м²/г и 16 нм. В двухкомпонентных наноразмерных порошках эти значения промежуточные, при этом в отличие от однокомпонентных систем наблюдается взаимное ингибирование перехода от аморфного к кристаллическому состоянию нанопорошка. Проверена возможность использования данных материалов в качестве сорбентов органических веществ на примере анионного (метиловый оранжевый) и катионного (метиленовый синий) красителей. Значения удельной адсорбции Г_S (моль/м²) и констант Генри возрастают с увеличением содержания ZrO₂.

Effect of the components` ratio in the ZrO2-Al2O3 nanoscale powder system on the adsorption of testing dyes

Powders n ZrO₂ - (100-n) Al₂O₃, where n = 0, 35, 65, 100 mol %, were synthesized by the sol-gel hydrolysis method in the presence of a polyvinylpyrrolidon additive, followed by procedure of drying at 180 ⁰C and calcination at 500⁰C. A complex of physico-chemical methods (low-temperature nitrogen adsorption, diffractometry, IR spectroscopy, electron scanning microscopy with energy dispersion analysis, spectro photometry) allowed us to determine the effect of the composition on the texture, morphology, particle size, porosity, crystallinity and adsorption capacity of mono - and bicomponent oxides. It was found that with an increase in the content of zirconium dioxide, the specific surface area decreases, the average sizes of individual particles and pores increase. The 100% Al₂O₃ sample has a surface of 176 m²/g and pores of 6 nm in diameter, and the 100% ZrO₂ sample has 76 m²/g and 16 nm. In two-component nanoscale powders, these values are intermediate, while in contrast to single-component systems, mutual inhibition of the transition from the amorphous to the crystalline state of the nanopowder is observed. The possibility of using these materials as sorbents of organic substances was tested on the example of anionic (methyl orange) and cationic (methylene blue) dyes. The values of specific methyl orange adsorption Г_S (mol/m²) and Henry constants increase with an increase in the ZrO₂ content.