Помощь студентам в учебе
РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЙСОДЕРЖАЩЕГО МОНТМОРИЛЛОНИТА
|
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 11
1.1 Роль магния в организме 11
1.2 Синтез магнийсодержащего монтмориллонита 14
1.3 Природные магниевые монтмориллониты 17
1.4 Адсорбционная очистка воды 19
1.5 Бентонитовые глины 25
1.6 Структура монтмориллонита 27
1.7 Адсорбенты в медицине 33
1.8 Кислотная обработка глин 36
Выводы по главе 1 42
2 ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, АППАРАТУРА 43
2.1 Оборудование, материалы и реактивы 43
2.1.1 Исследовательское оборудование 43
2.1.2 Лабораторная посуда и вспомогательное оборудование 45
2.1.3 Материалы и реактивы 47
2.1.4 Объекты исследования 47
2.2 Методы исследования 49
2.2.1 Обогащение природной глины 49
2.2.2 Кислотная обработка глин 50
2.2.3 Модифицирование монтмориллонит содержащих глин ионами
магния 51
2.2.4 Определение химического состава нативной глины и
экспериментальных адсорбентов 51
2.2.5 Определение минералогического состава нативной глины и
экспериментальных адсорбентов 52
2.2.6 Определение гранулометрического состава нативной глины и
экспериментальных адсорбентов 52
2.2.7 Определение структурно-морфологических характеристик
нативной глины и экспериментальных адсорбентов 53
2.2.8 Определение текстурных характеристик экспериментальных
адсорбентов 53
2.3 Методика определения десорбции ионов магния 54
2.4 Определение антибактериальной активности глины
модифицированной ионами магния 56
2.5 Определение адсорбционной способности 61
2.5.1 Определение поглотительной способности экспериментальных
адсорбентов по отношению к органическому красителю метиленовому голубому 61
2.5.2 Определение поглотительной способности экспериментальных
адсорбентов ионов Cu2+ 64
2.5.2.1 Построение градуировочного графика 64
2.5.2.2 Выбор оптимальной экспозиции 64
2.5.2.3 Исследование адсорбции ионов меди на
экспериментальных образцах 65
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 66
3.1 Определение вещественного состава природной глины
месторождения «Озерное» Сузакского района Южно¬Казахстанской области и экспериментальных образцов 66
3.1.1 Химико-минералогический состав природной глины 66
3.1.2 Химический состав обогащенных глин 68
3.1.3 Химический состав кислотно-обработанных глин 69
3.1.4 Химический состав глины модифицированной хлоридом
магния 73
3.1.5 Минералогический состав обогащенных глин 75
3.1.6 Минералогический состав кислотно-обработанных глин 76
3.1.7 Минералогический состав глины модифицированной ионами
магния 77
3.2 Гранулометрический состав экспериментальных образцов 78
3.2.1 Гранулометрический состав обогащенных глин 78
3.2.2 Гранулометрический состав кислотно-обработанных глин 79
3.2.3 Гранулометрический состав глины модифицированной ионами
магния 80
3.3 Определение структурно-морфологически характеристик
природной глины и экспериментальных образцов 81
3.3.1 Структурно-морфологические характеристики природных глин 81
3.3.2 Структурно-морфологические характеристики отмытых глин 82
3.3.3 Структурно-морфологические характеристики кислотно-
обработанных глин 83
3.3.4 Структурно-морфологические характеристики глины
модифицированной ионами магния 84
3.4 Изучение текстурных характеристик экспериментальных
образцов 85
3.5 Определения десорбции ионов магния 96
3.6 Изучение антибактериальной активности глины
модифицированной ионами магния 102
3.7 Адсорбционные свойства экспериментальных образцов глин месторождения «Озерное» по отношению к ионам меди
3.8 Адсорбционные свойства экспериментальных образцов глин месторождения «Озерное» по отношению к метиленовому голубому 113
ВЫВОДЫ 121
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А
Приложение Б
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 11
1.1 Роль магния в организме 11
1.2 Синтез магнийсодержащего монтмориллонита 14
1.3 Природные магниевые монтмориллониты 17
1.4 Адсорбционная очистка воды 19
1.5 Бентонитовые глины 25
1.6 Структура монтмориллонита 27
1.7 Адсорбенты в медицине 33
1.8 Кислотная обработка глин 36
Выводы по главе 1 42
2 ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, АППАРАТУРА 43
2.1 Оборудование, материалы и реактивы 43
2.1.1 Исследовательское оборудование 43
2.1.2 Лабораторная посуда и вспомогательное оборудование 45
2.1.3 Материалы и реактивы 47
2.1.4 Объекты исследования 47
2.2 Методы исследования 49
2.2.1 Обогащение природной глины 49
2.2.2 Кислотная обработка глин 50
2.2.3 Модифицирование монтмориллонит содержащих глин ионами
магния 51
2.2.4 Определение химического состава нативной глины и
экспериментальных адсорбентов 51
2.2.5 Определение минералогического состава нативной глины и
экспериментальных адсорбентов 52
2.2.6 Определение гранулометрического состава нативной глины и
экспериментальных адсорбентов 52
2.2.7 Определение структурно-морфологических характеристик
нативной глины и экспериментальных адсорбентов 53
2.2.8 Определение текстурных характеристик экспериментальных
адсорбентов 53
2.3 Методика определения десорбции ионов магния 54
2.4 Определение антибактериальной активности глины
модифицированной ионами магния 56
2.5 Определение адсорбционной способности 61
2.5.1 Определение поглотительной способности экспериментальных
адсорбентов по отношению к органическому красителю метиленовому голубому 61
2.5.2 Определение поглотительной способности экспериментальных
адсорбентов ионов Cu2+ 64
2.5.2.1 Построение градуировочного графика 64
2.5.2.2 Выбор оптимальной экспозиции 64
2.5.2.3 Исследование адсорбции ионов меди на
экспериментальных образцах 65
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 66
3.1 Определение вещественного состава природной глины
месторождения «Озерное» Сузакского района Южно¬Казахстанской области и экспериментальных образцов 66
3.1.1 Химико-минералогический состав природной глины 66
3.1.2 Химический состав обогащенных глин 68
3.1.3 Химический состав кислотно-обработанных глин 69
3.1.4 Химический состав глины модифицированной хлоридом
магния 73
3.1.5 Минералогический состав обогащенных глин 75
3.1.6 Минералогический состав кислотно-обработанных глин 76
3.1.7 Минералогический состав глины модифицированной ионами
магния 77
3.2 Гранулометрический состав экспериментальных образцов 78
3.2.1 Гранулометрический состав обогащенных глин 78
3.2.2 Гранулометрический состав кислотно-обработанных глин 79
3.2.3 Гранулометрический состав глины модифицированной ионами
магния 80
3.3 Определение структурно-морфологически характеристик
природной глины и экспериментальных образцов 81
3.3.1 Структурно-морфологические характеристики природных глин 81
3.3.2 Структурно-морфологические характеристики отмытых глин 82
3.3.3 Структурно-морфологические характеристики кислотно-
обработанных глин 83
3.3.4 Структурно-морфологические характеристики глины
модифицированной ионами магния 84
3.4 Изучение текстурных характеристик экспериментальных
образцов 85
3.5 Определения десорбции ионов магния 96
3.6 Изучение антибактериальной активности глины
модифицированной ионами магния 102
3.7 Адсорбционные свойства экспериментальных образцов глин месторождения «Озерное» по отношению к ионам меди
3.8 Адсорбционные свойства экспериментальных образцов глин месторождения «Озерное» по отношению к метиленовому голубому 113
ВЫВОДЫ 121
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А
Приложение Б
В последнее время в Казахстане в том числе и в России научно-технический прогресс и рост производительных сил, помимо повышения уровня жизни людей, несут с собой серьезную проблему - как разрушение окружающей природы. Ухудшение экологической обстановки неотвратимо и отрицательно сказывается на здоровье населения, проживающего в городах и их окрестностях. Загрязнение окружающей среды ионами тяжелых металлов всегда потенциально опасно из-за внедрения тяжелых металлов из гидро- и литосферы через метаболические и трофические цепи в живые организмы, в том числе и человека.
Для решения этих проблем наиболее эффективным методом является применение натуральных энтеросорбентов, которые безопасны для организма. Они инактивируют патогенные микроорганизмы и выводят из него продукты их жизнедеятельности, а также продукты нарушенного метаболизма и токсичные соединения, полученные из внешней среды. Энтеросорбенты используются для связывания токсинов, метаболитов, а также других веществ в пищеварительном тракте человека. Поэтому они являются перспективными для уменьшения содержания вредных веществ (пестицидов, тяжелых металлов, радиоактивных элементов) в продуктах питания и питьевой воде, лечения ряда заболеваний, а также их профилактики. Иногда энтеросорбенты адсорбируют не только вредные вещества в организме живого существа, они могут адсорбировать некоторые важные для организма элементы таких как магний. Недостатки магния приводит к серьезным проблемам со здоровьем. Связи с этим актуальной проблемой является создание стабильных адсорбентов, которые способны адсорбировать вредные вещества, но в то же время они не только не адсорбируют ионы магния, но даже позволяет увеличивать его содержание в организме человека.
Научно-обоснованный и экономически целесообразный выбор глинистых материалов, способных адсорбировать примеси органического и неорганического происхождения, связан с поиском недефицитных природных материалов и изучением возможностей их модифицирования.
Для решения этих проблем наиболее эффективным методом является применение натуральных энтеросорбентов, которые безопасны для организма. Они инактивируют патогенные микроорганизмы и выводят из него продукты их жизнедеятельности, а также продукты нарушенного метаболизма и токсичные соединения, полученные из внешней среды. Энтеросорбенты используются для связывания токсинов, метаболитов, а также других веществ в пищеварительном тракте человека. Поэтому они являются перспективными для уменьшения содержания вредных веществ (пестицидов, тяжелых металлов, радиоактивных элементов) в продуктах питания и питьевой воде, лечения ряда заболеваний, а также их профилактики. Иногда энтеросорбенты адсорбируют не только вредные вещества в организме живого существа, они могут адсорбировать некоторые важные для организма элементы таких как магний. Недостатки магния приводит к серьезным проблемам со здоровьем. Связи с этим актуальной проблемой является создание стабильных адсорбентов, которые способны адсорбировать вредные вещества, но в то же время они не только не адсорбируют ионы магния, но даже позволяет увеличивать его содержание в организме человека.
Научно-обоснованный и экономически целесообразный выбор глинистых материалов, способных адсорбировать примеси органического и неорганического происхождения, связан с поиском недефицитных природных материалов и изучением возможностей их модифицирования.
1. При отмывке водопроводной водой, за счет высокого содержания кальция в водопроводной воде Белгородского района, в структуре монтмориллонита идет замещение ионов Na+ на ионы Ca2+ образуя Са-монтмориллонит.
2. Для практически полного удаления обменных катионов кальция и натрия из межслоевого пространства исследуемой бентонитовой глины месторождения «Озерное» рекомендуется активация 15 масс % H3PO4(при массовом соотношении кислоты к глине = 1:1) в течение 4 часов при температуре 80- 90°С.
3. Установлено, что при кислотной обработке глина отмытая водопроводной и дистиллированной водой имеет одинаковый состав.
4. Установлено, что максимальную удельную поверхность по одноточечному методу БЭТ имеет образец кислотно-обработанная глина, которая составляет 121,0,291 м2/г.
5. Разработана методика получения магнийсодержащего монтмориллонита с заблокированными активными центрами, отвевающими за адсорбцию ионов магния.
6. Полученный энтеросорбент имеет высокую адсорбционную способность по
отношению ионам меди (эффективность адсорбции 82,40 %) и по метиленовому голубому (эффективность адсорбции 99,14 %).
7. Высокие концентрации Mg-ММТ в диапазоне от 100 до 200 мг/мл МПБ не способствует бурному росту эшерихий, так как количество кишечных палочек в 4-15 раза ниже, чем при содержании комплексных сорбентов 3,125 мг/мл. Mg-ММТ обладает аналогичным эффектом по отношению к стафилококку.
8. Разработанный препарат Mg-ММТ в перспективе можно употреблять как антацидное средство, а также в качестве слабительного, успокаивающего, спазмолитического для ЖКТ, регулирующего рост костной ткани и работу сердца.
2. Для практически полного удаления обменных катионов кальция и натрия из межслоевого пространства исследуемой бентонитовой глины месторождения «Озерное» рекомендуется активация 15 масс % H3PO4(при массовом соотношении кислоты к глине = 1:1) в течение 4 часов при температуре 80- 90°С.
3. Установлено, что при кислотной обработке глина отмытая водопроводной и дистиллированной водой имеет одинаковый состав.
4. Установлено, что максимальную удельную поверхность по одноточечному методу БЭТ имеет образец кислотно-обработанная глина, которая составляет 121,0,291 м2/г.
5. Разработана методика получения магнийсодержащего монтмориллонита с заблокированными активными центрами, отвевающими за адсорбцию ионов магния.
6. Полученный энтеросорбент имеет высокую адсорбционную способность по
отношению ионам меди (эффективность адсорбции 82,40 %) и по метиленовому голубому (эффективность адсорбции 99,14 %).
7. Высокие концентрации Mg-ММТ в диапазоне от 100 до 200 мг/мл МПБ не способствует бурному росту эшерихий, так как количество кишечных палочек в 4-15 раза ниже, чем при содержании комплексных сорбентов 3,125 мг/мл. Mg-ММТ обладает аналогичным эффектом по отношению к стафилококку.
8. Разработанный препарат Mg-ММТ в перспективе можно употреблять как антацидное средство, а также в качестве слабительного, успокаивающего, спазмолитического для ЖКТ, регулирующего рост костной ткани и работу сердца.