時間:2014-05-21 10:06:33
作者:世邦機器
無機-有機混合膨潤土與有機物的反應
無機一有機混合膨潤土一般是對膨潤土進行無機改性后再與有機改性劑反應所制成的混合改性膨瀾土,它對有機物的吸附作用有別于單一無機或有機膨潤土,而是兼具物理吸附、離子交換吸附和化學吸附。例如,吳平霄等(1999)分別用蒙脫石、柱撐蒙脫石、有機蒙脫石、有機柱撐蒙脫石進行吸附苯酚實驗,測定了蒙稅石對苯酚的吸附隨PH值變化的曲線。結果表明,談曲線大致有兩個拐點。膨潤土生產工藝比較復雜,對膨潤土生產線上的要求也是比較高的。前列個轉變點出現在PH=8處;第二個拐點大致出現在pH=10處。因此可以把蒙脫石對苯酚的吸附隨pH值變化的曲線分為三個階段。
(1)物理吸附階段 當pH值為3-8時,苯酚以中性分子C6 H5OH的形式存在,蒙脫石對苯酚的吸附僅通過其外表面對苯酚進行物理吸附,因此吸附量相對較低。
(2)離子交換吸附階段 當pH值為8-10時,苯酚開始離子化,蒙脫石對苯酚的吸附除通過其外表面對苯酚進行物理吸附外,還可通過離子交換吸附在蒙脫石的層間,此時,吸附量增大較快。
(3)化學吸附階段 當pH>10時,溶液中苯酚的分子大部分已離子化,蒙脫石對苯酚的吸附除通過其外表面對苯酚進行物理吸附和離子交換吸附外,還可與蒙脫石或柱撐蒙脫石的表面酸位吸附,形成化學鍵,使吸附量增大。此時,蒙脫石或柱撐蒙脫石對苯酚的吸附將達到非常大值。
有機柱撐蒙脫石與水中苯酚的反應能力與苯酚存在的狀態有關。苯酚的解離常數為Ka=1.0×10-10,pKa=9.96。因此,當pH<9. 96時,苯酚以中性分子C6 H5OH的形式存在,容易被有機改性的蒙脫石吸附;當pH>9. 96時,苯酚則主要以陰離子C6 H5O-的形式存在,當它與有機改性的蒙脫石及柱撐蒙脫石作用時,除被十六烷基溴化吡啶陽離子吸附外,還可與晶層中的其它陽離子及柱化離子結合,使其吸附能力增強。
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為維持這些電荷平衡,蒙脫石顆粒勢必吸附周圍的陽離子.產生表面交換吸附。由于所吸附的陽離子和結構單元層之間的作用力較弱,又可造成層間陽離子的可交換性.
稱取制備好的風干或烘干試樣10~20g。將稱取的試樣置于500mL錐形瓶中,加入200mL蒸餾水,浸泡過夜。
若在分散液中加入金屬陽離子,尤其是高價金屬陽離子,或是降低溶液的堿度至中性甚至弱酸性時.則附聚體會發生聚集、絮凝,分散液呈濃厚懸浮液,顆粒增大,均勻程度差,絮凝發展到整個體系時即成凝膠,比較稀雹不穩定的蒙脫石分散液隨附聚的發展顆粒逐漸增大,蒙脫石顆粒末了產生沉積。
傅煌輝(2008)利用堿性鈣基膨潤土具有陰離子交換能力的特性,以苯甲酸為有機改性劑,制備出部分剝離型的苯甲酸有機膨潤土。
劉曉輝等$(2000) 用十六烷基三甲基溴化銨作為插層劑制得有機土,$并且將丙烯酰胺作為橋連劑, 這樣制備出的改性PP納米復合材料經XRD測試后發現,復合材料中硅酸鹽片層間距明顯增大,從1.42nm (有機土)$增至入4nm 左右 (復合材料);
綜上所述,在通常條件下,被金屬陽離子飽和的蒙脫石礦物內表面(層間域)的酸性要比周圍環境的pH值要低1-2,這種酸性主要來源于層間金屬陽離子周圍的水合水分子電離出的H+,產生Bronsted酸性。