|
|
КОЛЛОИДНЫЙ ЖУРНАЛ
Том 54 1992 № 5
УДК 541.183
© 1992 г. Н.К. Двояшкин, А.И. Маклаков, Р.Х. Хузиахметов
ТРАНСЛЯЦИОННОЕ МОЛЕКУЛЯРНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ В ДИСПЕРСНОМ ОКСИДЕ МАГНИЯ
Методом импульсного ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля (ИГМП) исследована трансляционная подвижность (самодиффузия - СД) молекул тридекана в пористых средах дисперсных оксидов магния, различающихся величиной удельной поверхности S1 8,4 и 225 мг/г. Измеряли диффузионные затухания (ДЗ) амплитуды спиновых эхо в зависимости от квадрата величины ИГМП и коэффициенты самодиффузии жидкости. При частичном заполнении пор может наблюдаться "газоподобное" состояние диффузанта, характеризующееся аномально высокой трансляционной подвижностью его молекул. Показано, что данное состояние нельзя отождествлять с ти-пдано газовой фазой. Процесс СД жидкости в пористой среде весьма чувствителен к Sl. Анализ формы ДЗ позволил выявить структурные различия используемых оксидов магния.
В последние годы возрос интерес к изучению поведения жидкости в пористых средах. Решение этой задачи имеет практическое значение, например, для производства новых видов катализаторов и адсорбентов, наполнителей композиционных материалов и т.д. Подобные исследования содействуют также более глубокому пониманию таких фундаментальных вопросов, как структура пористой системы, проявление новых физических свойств жидкости, заключенной в нее, и др.
Удобным методом в решении такого рода проблем является импульсный ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля (ИГМП) [1—3]. Данный метод позволяет определять среднеквадратичное смещение молекул жидкости за время диффузии, и, следовательно, становится возможным получение информации о гетерогенной системе жидкость — среда на молекулярном уровне.
Целью работы является изучение трансляционного молекулярного движения (самодиффузии) жидкости, введенной в дисперсную пористую среду оксидов магния, и выяснение влияния структуры последних на этот процесс.
Использовали порошкообразные оксиды Mg: промышленного изготовления (ГОСТ 4526-75) с величиной удельной поверхности Si = 8,4 м2/г и высокодисперсный — с
= 225 м2/г, которые в дальнейшем будем обозначать MgO (8,4) и MgO (225). Образец MgO (225) получали гидратацией MgO (8,4) в растворе MgS04 с последующим прокаливанием Mg(OH)2 при 773 К [4]. Величину Si определяли методом БЭТ по адсорбции воздуха [4].
В качестве диффузанта был взят тридекан (ТД) марки х.ч. Массовая доля oj, жидкости в образцах менялась от 0,09 до 0,66. Методика приготовления образцов описана ранее [5].
Характеристики трансляционной подвижности молекул: коэффициенты самодиффузии (КСД), форму диффузионного затухания (ДЗ) спиновых эхо - измеряли методом ЯМР с ИГМП [1]. Эксперименты проводили на установке [6] с резонансной частотой протонов 60 МГц и максимальным значением ИГМП ~40-50 Т/м. Интервал температур измерений 303—363 К. Времена наблюдения диффузии td меняли в диапазоне 2—96 мс. Зависимости измеряемых КСД от td обнаружено не было.
Форма ДЗ образцов могла быть представлена выражениями [1,2]
=™p(-7262g2tdD) (1)
Л(0)
72
|
