Классификация гибридных материалов по природе взаимодействующих веществ

Очень часто под термином «композиционные материалы» понимают «гибридные материалы» и наоборот. Хотя, согласно терминологии, композиционные материалы можно отнести к гибридам, но никак не наоборот.

Рис. 1. Схема классификации гибридных материалов [40]

Для того чтобы классифицировать гибридные материалы по природе взаимодействующих веществ, исходные компоненты разделили на четыре большие группы:

• 1) неорганические вещества;
• 2) органические вещества;
• 3) природные полимеры;
• 4) биополимеры.

И за счет сочетания этих исходных компонентов, получили 7 групп гибридных материалов [40]. Схема классификации гибридов представлена на рис. 1.

Неоргано-неорганические гибридные материалы

Неоргано-неорганические полимерные материалы образованы на основе неорганических полимерных коагулянтов (НПК). К ним относятся предварительно гидролизованные коагулянты: полиалюминий хлорид (ПАХ), хлорид полижелеза (ПЖХ) и сульфат полижелеза (ПЖС), которые могут быть получены при частичной нейтрализации солей AICI3, FeCb и FeiCSO^ при определенном значении pH [47, 48].

Ван [49] подробно описал метод получения полимерных частиц железа, а Чжан [50] - полимерных частиц алюминия. При гидролизе солей алюминия и железа также протекают реакции полимеризации с образованием частиц полиалюминия и полижелеза [51-54]. Полимерные коагулирующие частицы обладают высокой молекулярной массой, за счет чего имеют большую коагулирующую способность при очистке сточных вод по сравнению с традиционными неорганическими коагулянтами. А также НПК более устойчивы к воздействию температуры и pH. Но, несмотря на то, что производительность НПК выше, чем у неорганических коагулянтов, по сравнению с органическими полимерными коагулянтами они работают хуже. Это обусловлено меньшей молекулярной массой и размером частиц НПК. По мнению некоторых ученых [55-58], данный недостаток НПК может быть компенсирован при введении силикатной группы в их состав. Таким образом, были синтезированы гибридизованные по химической связи материалы, которые состоят из НПК и силикатной группы: железо силикат и алюминий силикат. Была предпринята попытка объединить алюминий, железо и силикатную группу в один большой комплекс, который за счет высокой молекулярной массы обладал бы большей производительностью при очистке сточных вод [59-62]. С целью повышения эффективности неоргано-неорганических гибридных материалов были предприняты попытки введения в состав НПК следующих химических групп: магний, цинк, фосфатная группа, наночастицы бентонита [63, 64].