膨潤土
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膨潤土6大改性方法

2021-06-04 11:48:51

膨潤土的改性通常是用物理、化學、機械等方法對表面進行處理操作,根據應用需要有目的性地改變礦物表面的物理性質和化學性質,來滿足在不同技術和領域中的應用,進而提高膨潤土的性質、功能及其使用價值。


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、有機改性法和無機柱撐改性法、無機/有機復合改性法等。


膨潤土

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。但是實際應用中發現鈣基土中的Ca2+的交換能力遠低于Na+,因此,鈣基土常常經過鈉化后再投入市場使用。


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型和濃度的酸對膨潤土進行浸泡,此時膨潤土層間中的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,有利于吸附質分子的擴散,同時由于氫原子的半徑小于Al3+、Mg2+、Ca2+,所以電離出來的H+可以置換出層間的金屬陽離子,從而減弱層間作用力,使得膨潤土帶上的負電荷變得更多,更加有利于陽離子之間的交換,因而吸附能力得到提升。


一般稱作經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行煅燒,膨潤土在高溫煅燒的情況下會依次失去表面水、骨架結構中的結合水、孔道中的機物污染質,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善。


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取代膨潤土層間可交換陽離子或結構水,進而形成以共價鍵、離子鍵、偶合鍵或者以范德華力結合的有機復合物膨潤土。


有機改性劑通過離子交換作用與膨潤土中的鈣或鈉等陽離子發生離子交換作用,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。有機改性不但可以增大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、陽離子表面活性劑,其中包括十八烷基三甲基溴(氯)化銨、十六烷基三甲基溴(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、無機改性法


無機改性法的機理是利用膨潤土的膨脹性和層間陽離子可交換性的特點,通過使無機金屬陽離子水解產生的金屬羥基陽離子進入膨潤土層間來置換出可交換陽離子而制得無機改性膨潤土的方法。


天然膨潤土經無機改性后,層間距明顯增大,比表面積也變大,吸附效果明顯提升。


常用的無機改性劑有AlCl3、FeCl3、TiCl4等。


6、無機/有機復合改性法


無機/有機復合改性法是利用膨潤土的層間隙比較大以及陽離子可交換性的特點,主要是先用無機聚合物將其層間域撐開,再通過活化劑把膨潤土的表面性質進行改變的方法。


常用的制備方法先采用多羥基陽離子處理膨潤土,使得膨潤土的層間域增大,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發生改變。


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