Покрытия оксидами поливалентных металлов
Отрицательный заряд на поверхности кремнезема может измениться на противоположный в результате адсорбции на поверхности избыточного количества вещества, обладающего положительным зарядом. Обращение зарядов в коллоидных системах давно известно, но концентрированный кремнеземный золь такого типа с частицами, обладающими положительным зарядом на поверхности, впервые был выделен Александером и Болтом [424]. Авторы определили, что покрытия оксидами поливалентных металлов могут быть нанесены на всю поверхность частиц и обеспечить максимальную устойчивость золя. Сюда относятся оксиды трех - и четырехвалентных металлов, например алюминия, хрома, галлия, титана и циркония. Предпочтение следует отдать золю с содержанием 26 % кремнезема и 4 % А1203, в котором положительно заряженные частицы сопровождаются противоионами — хлорид-ионами. Для изготовления такого продукта подкисленный золь кремнезема смешивали с основной солью металла, содержавшей чрезвычайно небольшие коллоидные частицы оксида металла, которые
И адсорбировались на поверхности кремнезема. Миндик и Ревен [425] приготовляли основные соли металлов в присутствии золя кремнезема смешиванием золя с солью металла и последующим удалением большей части анионов соли ионным обменом. Подобным образом золь с покрытием частиц оксидом титана приготовляли посредством гидролиза титансодержащего органического соединения в стабилизированном кислотой золе кремнезема при рН <2 и последующего нагревания смеси для того, чтобы вызвать осаждение оксида титана на поверхности кремнеземных частиц [426, 427]. Коварик [428] получил патент на частичное покрытие оксидом металла в виде А1203. Покрытие получалось смешиванием А12(ОН)5С1 с золем кремнезема и удалением ионов С1~ с помощью анионита в бикарбонатной форме. Для устранения хлорид-ионов можно использовать основной ацетат алюминия, стабилизированный борной кислотой [429].
Одной из характерных особенностей таких золей является то, что их можно высушить и повторно пептизировать. Поскольку в растворе покрытые оксидом алюминия золи кремнезема не образуют растворимого кремнезема и на поверхности частиц отсутствуют силанольные группы, то при высушивании золя до состояния порошка силоксановые связи между отдельными частицами не будут формироваться. Хлоридные противо- ионы остаются на поверхности, и порошок может быть повторно диспергирован при погружении его в воду при рН 3—5 [430]. Устойчивость таких положительно заряженных золей была исследована Катсанисом и Матиевичем [431]. При низких значениях рН некоторые анионы способны оказывать дестабилизирующее действие, как это и следует ожидать от поливалентных анионов. Дестабилизация при очень низких значениях рН наблюдалась в результате выщелачивания с поверхности ионов А13+. ,
Проведены многочисленные исследования по взаимодейст-4' вию многозарядных ионов металлов с поверхностью кремнезема. Никольский и др. [432] изучили образование мостиков Zr—О—Si и пришли к заключению, что реакционная способность основных ионов Zr понижается в процессе их полимеризации. Хили, Купер и Джеймс [433] нашли, что ионы Fe3+ и Сг3+ адсорбируется на частицах кремнезема, сообщая им положительный заряд. Химизм гидролиза катионов Al, Zr, Th и Сг был обобщен Баесом и Месмером [434]. В работе [435] было показано, что именно полимерные гидролизованные разновидности в растворе нитрита алюминия, а не одиночные ионы А13+ могут вызывать появление обратного по знаку заряда в золях галогенида серебра. То же самое справедливо и для обращения заряда в случае золей кремнезема.
