Рецептура синтеза наноразмерных гидросиликатов бария с применением гидроксида бария
Учитывая, что растворимость карбоната бария крайне мала, концентрация образующихся гидросиликатов бария низкая или они являются низкоосновными. Поэтому целесообразно использовать для синтеза гидроксид бария. На размер синтезируемых наночастиц гидросиликатов бария преимущественное влияние оказывают следующие факторы: концентрация золя гидроксида железа (III), содержание прекурсора кремниевой кислоты и гидроксида бария. Содержание прекурсора кремниевой кислоты оценивали показателем α. Синтез осуществляли совмещением коллоидного раствора, содержащего золь гидроксида железа (III) и кремниевую кислоту, с раствором гидроксида бария концентрацией 0,03...0,07 %. Использовались равные объемы растворов, содержащих золь кремниевой кислоты и гидроксида бария. Изменение размеров частиц гидросиликатов бария в зависимости от концентрации компонентов адекватно описывается математической моделью вида где dcp — средний диаметр частиц гидросиликатов бария, нм; CFe(OH)3 — концентрация золя гидроксида железа (III), %;СBa(OH)2 — концентрация раствора гидроксида бария, %; α — количество прекурсора раствора гидросиликатов натрия. Представленная зависимость адекватна при варьировании концентраций золя Fe(OH)3 — 0,5+0,2 %; прекурсора кремниевой кислоты - α = 1±0,5 % и Ba(OH)2 — 0,05±0,2 %. Анализ полученной модели показывает, что увеличение концентрации золя Fe(OH)3 приводит к уменьшению относительного размера частиц гидросиликатов бария на 42...51 % (рис. 102), что обусловлено увеличением общего числа частиц Fe(OH)3. При этом уменьшение количества прекурсора кремниевой кислоты приводит к относительному увеличению размера частиц, что связано с увеличением pH среды синтеза и частичной деполимеризацией кремниевой кислоты из-за увеличения pH среды. Наименьший средний размер частиц ~ 22 нм наблюдается при следующих концентрациях компонентов синтеза: золя Fe(OH)3 — 0,7 %, прекурсора кремниевой кислоты α = 0,5. Количество Ba(OH)2 существенного влияния на размер частиц не оказывает, поэтому его целесообразно увеличить с целью повышения эффективности добавок, содержащих наноразмерные частицы гидросиликатов бария. Установлено также, что увеличение концентрации Fe(OH)3 приводит к полимеризации кремниевой кислоты и невозможности синтеза по указанной технологии. |