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    膨潤土的常用幾種改性方法
    2020-04-16

    膨潤土的改性通常是用物理、化學(xué)、機械等方法對表面進(jìn)行處理操作,根據應用需要有目的性地改變礦物表面的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),來(lái)滿(mǎn)足在不同技術(shù)和領(lǐng)域中的應用,進(jìn)而提高膨潤土的性質(zhì)、功能及其使用價(jià)值。


    常用的膨潤土改性方法有鈉化改性法、酸改性法、焙燒改性法、鹽改性法、有機改性法和無(wú)機柱撐改性法、無(wú)機/有機復合改性法等。


    1、鈉化改性法


    由于蒙脫石與Ca2+吸附能力比Na+要強,所以自然界中存在的膨潤土一般為鈣基土。但是實(shí)際應用中發(fā)現鈣基土中的Ca2+的交換能力遠低于Na+,因此,鈣基土常常經(jīng)過(guò)鈉化后再投入市場(chǎng)使用。


    鈉化改性是利用Na+與Al、Mg的結合強度大于Ca2+與Al、Mg的結合強度,通過(guò)Na+取代膨潤土層間的Ca2+而達到鈉化改性的目的。


    常用的鈉化劑有NaF、Na2CO3、NaCl、NaNO3、NaSO4等。


    2、酸改性法


    酸改性法主要是利用不同類(lèi)型和濃度的酸對膨潤土進(jìn)行浸泡,此時(shí)膨潤土層間中的Al3+、Mg2+、Ca2+等金屬離子以可溶性鹽的形式溶出,使得其孔道得到疏通,有利于吸附質(zhì)分子的擴散,同時(shí)由于氫原子的半徑小于A(yíng)l3+、Mg2+、Ca2+,所以電離出來(lái)的H+可以置換出層間的金屬陽(yáng)離子,從而減弱層間作用力,使得膨潤土帶上的負電荷變得更多,更加有利于陽(yáng)離子之間的交換,因而吸附能力得到提升。


    一般稱(chēng)作經(jīng)酸化后的膨潤土為活性白土或漂白土,其孔容積和比表面積都有很大的改變,吸附點(diǎn)位也增加。


    常用的酸改性劑有H2SO4、HCl、CH3COOH等。


    3、焙燒活化改性法


    焙燒改性法就是將膨潤土在不同溫度下進(jìn)行煅燒,膨潤土在高溫煅燒的情況下會(huì )依次失去表面水、骨架結構中的結合水、孔道中的機物污染質(zhì),引起孔隙率增加,結構更為疏松,比表面積變大,使得吸附性能得到一定的改變。


    4、有機改性法


    有機改性法的基本原理就是將膨潤土有機化,利用有機官能團或有機物來(lái)取代膨潤土層間可交換陽(yáng)離子或結構水,進(jìn)而形成以共價(jià)鍵、離子鍵、偶合鍵或者以范德華力結合的有機復合物膨潤土。


    有機改性劑通過(guò)離子交換作用與膨潤土中的鈣或鈉等陽(yáng)離子發(fā)生離子交換作用,從而將有機成分引入膨潤土,改性后的膨潤土從親水疏油性變成親油疏水性。有機改性不但可以改變膨潤土層間距離,還可以增強去除有機物的能力。


    常用的有機改性劑有陰、陽(yáng)離子表面活性劑,其中包括十八烷基基溴(氯)化銨、十六烷基基溴(氯)化銨、十六烷基二甲基芐基溴(氯)化銨、氯化十六烷基吡啶、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉等。


    5、無(wú)機改性法


    無(wú)機改性法的機理是利用膨潤土的膨脹性和層間陽(yáng)離子可交換性的特點(diǎn),通過(guò)使無(wú)機金屬陽(yáng)離子水解產(chǎn)生的金屬羥基陽(yáng)離子進(jìn)入膨潤土層間來(lái)置換出可交換陽(yáng)離子而制得無(wú)機改性膨潤土的方法。


    天然膨潤土經(jīng)無(wú)機改性后,層間距明顯,比表面積也變大,吸附效果明顯提升。


    常用的無(wú)機改性劑有AlCl3、FeCl3、TiCl4等。


    6、無(wú)機/有機復合改性法


    無(wú)機/有機復合改性法是利用膨潤土的層間隙比較大以及陽(yáng)離子可交換性的特點(diǎn),主要是先用無(wú)機聚合物將其層間域撐開(kāi),再通過(guò)活化劑把膨潤土的表面性質(zhì)進(jìn)行改變的方法。


    常用的制備方法先采用多羥基陽(yáng)離子處理膨潤土,使得膨潤土的層間域,導致電荷反轉,然后再加入有機表面活化劑促使其表面性質(zhì)發(fā)生改變。

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