CC BY
27
УДК 667.2
Назарова Ю.П., Захаров А.И.
ПИГМЕНТ НА ОСНОВЕ ЗОЛЫ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ
Назарова Юлия Петровна, студентка 1 курса магистратуры факультета химическая технология высокотемпературных функциональных материалов
e-mail: [email protected]
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20
Захаров Александр Иванович, к.т.н., доцент, заведующий кафедрой Общая технология силикатов РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва.
В результате работы с использованием кремнезема шелухи риса был синтезирован пигмент фиолетового цвета. Для получения кремнезема термообработку рисовой шелухи, обработанной соляной кислотой, проводили при разных температурах. Определены условия синтеза пигмента, получены образцы цветной глазури.
Ключевые слова: рисовая шелуха; кремнезем; кобальт; пигмент;
PIGMENT BASED ON ASH RICE HUSK
Nazarova Yuliya Petrovna*, Zaharov Alexander Ivanovich
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia.
* e-mail: [email protected]
As a result of work with the use of silica rice husk were synthesized pigment violet color. To obtain silica heat treatment of rice husk treated with hydrochloric acid was carried out at different temperatures. The conditions of pigment synthesis were determined, samples of colored glaze were obtained.
Key words: rice husks; silica; cobalt; pigment
В процессе обработки риса образуется достаточно большое количество отходов (шелуха, солома), которые можно было бы использовать в различных сферах сельского хозяйства и других отраслях промышленности.
Шелуха риса содержит большое количество аморфного кремнезема (до 20 %), что отличает ее по химическому составу от плодовых оболочек других злаков, и может быть использована для получения ряда кремнийсодержащих соединений [1-3].
Для расширения палитры керамических пигментов, предназначенных для декорирования керамических изделий, проводят синтез пигментов с использованием кремнезема (ЗЮ2). Хромофорные оксиды способны образовывать с оксидом кремния при сравнительно низкой температуре обжига пигменты, которые могут быть использованы для декорирования керамики. Для снижения температуры синтеза пигментов вместо оксидов используют соли щелочных металлов, борную кислоту и нитрат аммония [4].
Цель работы - синтезировать керамические пигменты на основе золы рисовой шелухи и оксида кобальта.
В работе использовали золу рисовой шелухи, полученную путем термообработки в окислительной среде при температуре 1050 "С и выдержке 1 ч.
Предварительно образцы были подвергнуты обработке 0.1 н раствором соляной кислоты при 90 С в течение 1 ч по методике, изложенной в [5].
В виде добавки использовали оксид кобальта С о0,. и минерализатор НаВ0а. Используемые минерализаторы оказывают большое влияние на цветовые характеристики. Роль ионов бора сводится к компенсации в кристаллической решетке электростатического заряда и обеспечению устойчивости структуры пигмента, а также увеличению количества силикатного
расплава. С о23] Од [6].
Полученную смесь исходных компонентов тщательно измельчали, перемешивали, помещали в корундовый тигель и обжигали в печи с нагревателями из карбида кремния при температурах 1000 - 1100 С'С с выдержкой 2 ч при максимальной температуре.
Полученные образцы золы анализировали элементного (рис.1) и рентгенофазового (рис.2) анализов.
Результаты элементного анализа показали, при повышении температуры синтеза увеличивается количество пиков элемента кобальта (рис.1 а, б)
а б
Рисунок 1- Содержание основных элементов в синтезированных образцах, полученных термообработкой при
температуре 1000 3С (а) и 1100 -С (б)
Рентгенофазовый анализ подтвердил, что с повышением температуры синтеза образуется кристаллическая фаза Со2 3]0Д. Наряду с этой цветонесущей фазой присутствует кристобалит, а также частично остатки красящих оксидов. При повышении температуры синтеза увеличивается количество цветонесущей фазы (рис. 2 а, б).
Используя оксиды Со20Е, 330; и в качестве минерализатора Н; В 0 при температуре 1000 -1100 синтезированы пигменты фиолетового цвета.
Далее в работе использовали белую глазурь Б-0030 с диапазоном растекания 1200 - 1250 "С [7].
В глазурь вводили 8 % синтезированного пигмента. Полученную смесь исходных компонентов тщательно перемешивали, наносили способом окунания на предварительно обожженные образцы из полуфарфора.
Обжиг глазурованных образцов проводили в печи с нагревателями из карбида кремния при максимальной температуре 1050 °С с выдержкой 1 час.
В результате обжига были получены однородно окрашенные образцы с глазурью синего цвета без видимых дефектов (рис.3).
б
Рисунок 2 - Рентгенограммы синтезированных образцов, полученных термообработкой при температуре 1000 3С (а) и 1100 3С (б) золы рисовой шелухи с добавлением Со¿Оу кристаллический диоксид кремния в форме я — кристобалита и
Со25Ю4.
а
ИI к
Рисунок 3 - Полученные образцы синей глазури
Таким образом, силикатные природные минералы могут быть использованы в качестве основы для керамических пигментов широкой палитры с использованием природного сырья и промышленных отходов при относительно низкой температуре.
Определения методом СЭМ с элементным анализом проводили в Центре коллективного пользования РХТУ им. Д. И. Менделеева.
Литература
1. Николенко Ю.М.,Холомейдик А.Н.,Земнухова Л.А.,Устинов А.Ю,Полякова Н.В. /Сорбционные материалы /Вестник ДВО РАН. 2012. № 5.— С. 70
2. Вураско А.В.,Шаповалова И.О.,Петров Л.А, Стоянов О.В. Вестник технологического университета. 2015. Т.18, №11.— С. 17
3. Логинов Е. Где применить биогазовые технологии / Е. Логинов // Журнал «Международная биоэнергетика», 2013.
4.Пищ И. В., Масленникова Г. Н. Керамические пигменты / издательство ООО РИФ «Стройматериалы»,2009. 224 а
5. Холомейдик А.Н. Получение, состав и свойства кремний- и углеродосодержащих продуктов переработки плодовых оболочек риса:. дис. канд. хим. наук. — Владивосток, 2016.— С. 34
6. Белякович, И. В. Синтез керамических пигментов с использованием кварца / И. В. Белякович; науч. рук. И. В. Пищ // Новые материалы и технологии их обработки Республиканская студенческая научно-техническая конференция, 2023 апреля 2010 г. / пред.редкол. Н. И. Иваницкий. -Минск: БНТУ, 2010. - С. 249
7.
https://portalkeramiki.rU/index.php/eshop/materials/g ЫгипШ (дата обращения: 24.04.2018)
