ФОСФОР – СОДЕРЖАЩАЯ ФОРМА КЛИНОПТИЛОЛИТА
, ,
Тбилисский государственный университет им. Ив. Джавахишвили; Институт физической и органической химии им. , Грузия, Тбилиси, е-mail: *****@***com
Цеолиты относятся к группе катионобменников и их насыщение катионами аммония, калия, кальция, магния, цинка и др. элементами не представляет особого труда, чего нельзя сказать в отношении фосфора, который в соответствующих солях находится в составе анионного кислотного остатка.
В представленной работе был приготовлен клиноптилолит, обогащённый фосфором, с этой целью клиноптилолитсодержащий туф месторождения Дзегви (Восточная Грузия), смешивался с дигидрофосфатом аммония и сплавлялся на наноуровне в течение нескольких часов. Введение в структуру клиноптилолита аморфной массы соли вызывает определённую деформацию цеолитной структуры. Однако в основном структура цеолита сохраняется, что следует как из рентгенограмм, так и из ИК-спектров. На внедрение соли в структуру цеолита указывают дополнительные линии в дифрактограмме сплава, характерные для рентгенограммы дигидрофосфатом аммония, а также полосы в ИК-спектре, соответствующие как деформационным, так и валентным колебаниям связей Р=О и Р-О-Р.
Анализ области каркасных колебаний ИК-спектра цеолита (рисунок) показывает, что после сплавления цеолита с солью, его структура почти полностью сохранилось. На это же указывает наличие характерных для структуры клиноптилолита полос симметричных и антисимметричных деформационных колебаний при 525, 605, 675 и 1215см-1. Основное изменение в ИК-спектрах отмечено для высокоинтенсивных полос 1067 и 1215см-1, характерных для внутри - и межтетраэдрических антисимметрических колебаний.
Рис. ИК-спектры в области частот колебаний алюмокремнекислородного каркаса: исходного клиноптилолита (а), фосфорсодержащего клиноптилолита (б), дигидрофосфата аммония (в).
Проникновение дигидрофосфата аммония в структуру цеолита, в частности, появление фосфат-ионной связи вызвало уширение этой полосы и появление дополнительных полос при ~955см-1 (колебаний Р-О-Р связи), 1145см-1 (валентных колебаний Р-О связи), а также при 575см-1 (деформационных колебаний). Ввиду меньшей длины Р-О связи (по сравнению с Si-O или Al-O связями) полоса поглощения внутритетраэдрических антисимметричных валентных колебаний смещается к более высоким частотам – от 1067см-1 до 1082см-1. Смещение полос внутри - и межтетраэдрических валентных колебаний от 730 и 800 см-1 в исходной форме до 780см-1 в сплавленной форме вызвано малой деформацией структуры цеолита.
Изучение адсорбции паров воды обеими образцами показало уменьшение таковой при переходе от исходного клиноптилолита (9.12ммоль/г) к сплавленному (2.44ммоль/г). Последний факт обусловлен наличием в структуре цеолита фосфора, препятствующего адсорбции на нём поров воды.
