Рис. Мотив решетки гидроксидов металлов со слоистой структурой

типа брусита.

В работах [1-2, 5-7] указывается на возможность использования в качестве анионообменных материалов так называемых слоистых двойных гидроксидов (СДГ). Cтруктура СДГ (M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂[(anion^n-)_x/n^.mH₂O]) состоит из положительно заряженных гидроксидных слоев (M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂)^x+ и анионов, находящихся в межслоевом пространстве. Интерес исследователей к этому классу соединений обусловлен возможностью вариации их свойств путем замещения анионов в межслоевом пространстве или атомов металла в гидроксидном слое.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследованиях широко применяются химические и физико-химические методы анализа. К наиболее часто используемым методам относятся инфракрасная спектроскопия, рентгенофазовый анализ, атомно-абсорбционная спектроскопия и термогравиметрический анализ.

Так, результаты рентгенофазового анализа свидетельствуют о возможности расширения межслоевых пространств гидроксидов при интеркаляции в них различных анионов. Например, в статье [1] показано, что при внедрении в Mg-Al СДГ терефталат-анионов происходит изменение параметра решетки С  от 9Å до 14Å. Это позволяет извлекать гидроксидными ионитами из растворов достаточно крупные анионы.

Инфракрасная спектроскопия использована для анализа состояния анионов в составе различных гидроксидов. Например, приведены инфракрасные спектры поглощения продуктов сорбции нитрат-ионов на гидроксидах таких металлов, как Zn, Cu, Ni и La [6].

Атомно-абсорбционный анализ применяется во многих работах, например, в [4] при определении концентраций ионов в растворах.

Термогравиметрический анализ позволяет проследить процессы, происходящие при нагревании гидроксидных материалов. Примером применения термогравиметрии может служить исследование, проведенное в работе [6]. Здесь проанализирована устойчивость к нагреванию терефталатных, ацетатных и бензоатных производных от соединений вида: Zn₅(OH)₈(NO₃)₂·2H₂O, Cu₂(OH)₃NO₃ и La(OH)₂NO₃·H₂O. Полученные экспериментально кривые DTA показывают температуру, при которой начинается термическое разложение первоначально взятых образцов и глубокая перестройка структуры соединений. Кривые DTG отражают потерю массы образца при нагревании. Показано, что потеря массы твердой фазы происходит за счет отделения при высокой температуре таких легколетучих веществ, как H₂O, CO₂, NO и др. Полученные в работе результаты позволили охарактеризовать термическую устойчивость гидроксидных ионитов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, рассматриваемые публикации показывают, что сегодня продолжается интенсивное исследование неорганических ионитов. В частности, ведется активный поиск неорганических материалов с анионообменными свойствами. Среди наиболее перспективных указываются гидроксиды металлов. Химическая модификация гидроксидных материалов позволяет получать широкую гамму анионообменников, обладающих высокой обменной емкостью. В качестве ионитов могут быть использованы как индивидуальные, так и смешанные гидроксиды металлов. В публикации [5] отмечается, что есть возможность синтеза различных по свойствам гидроксидных ионитов, включающих такие металлы, как Mg²⁺, Fe²⁺, Co²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Al³⁺, Cr³⁺, Ga³⁺ или Fe³⁺. Это задает интересные темы для исследований и обуславливает множество вновь появляющихся публикаций.