酸處理主要是利用不同類型和濃度的酸對膨潤土進行浸泡,一方面酸液可以將層間金屬陽離子溶出,置換成體積更小和價態更低的H+,使層間范德華力減小層間距增大;另一方面可以去除通道中的雜質,從而擴大比表面積。
崔家瑞等通過實驗探究當蒙脫石處于不同酸堿度的溶液體系中,溶液體系的酸度對樣品溶脹性能有著重要影響,隨著酸度的增加,樣品在溶液中越容易被剝離開來,同時分散性有所提升。
Steudel等以6種二八面體可膨脹黏土礦物和2種三八面體可膨脹黏土礦物為原料,通過不同濃度硫酸進行處理,結果表明二八面體蒙脫石比三八面體蒙脫石和蛭石更穩定。酸處理的蒙脫石仍然顯示出陽離子交換的能力,且其具有較低的層電荷、較低的CEC和較高的比表面積,仍能吸附較大的有機陽離子,如十二烷基銨離子。
TANG等以鈉蒙脫石為原料,在80℃條件下硝酸處理8h,制備了具有大孔徑、高比表面積的酸化蒙脫石,結果表明酸化蒙脫石對苯酚的吸附能力高于鈉蒙脫石。此外,酸化蒙脫石對苯酚的去除率隨著接觸時間和酸化蒙脫石用量的增加而增加,隨著pH值的增加而降低。
Salem等將低成本的鈣基膨潤土通過微波輔助酸化快速轉化為介孔吸附劑,并將所得材料用于去除廢潤滑油中的污染物吸附劑的除污性能得到了有效的提高,達到了合適的清潔基礎油。
田景斐等以浙江安吉膨潤土為原料,對其酸處理,獲得在不同硫酸濃度活化后的酸化蒙脫石,研究并探討了酸處理對蒙脫石成分、結構的影響機制和相關的物化性能,結果表明:
?。?)酸處理蒙脫石時,硫酸濃度小于1.0mol/L時,層狀結構保持穩定,隨著酸濃度增加,結構被迅速破壞;微觀形態顯示出明顯的變化,形成無序堆積的薄片和大量的非均勻孔隙;片層間的相互堆疊也因此呈現混亂、無序的狀態。
?。?)硫酸濃度的提高,使得樣品中的鋁、鎂、鐵、鈉、鉀、鈣等金屬氧化物出現不同程度的溶出。Al2O3呈現出緩慢上升狀態,與酸濃度的增加呈正比;其余元素Fe2O3、MgO、Na2O、K2O總體呈現了類似的酸溶趨勢,溶出量少,且基本恒定的狀態。
?。?)隨著溶液中氫離子含量的提高,表現為蒙脫石溶脹性能的膨脹容持續降低;酸化后樣品的陽離子交換能力呈現下降趨勢,且濃度越高,下降幅度增大;相較于陽離子交換能力,因亞甲基藍以多種方式被吸收,故吸藍量的變化較為緩慢,下降幅度相對較小。
?。?)隨著酸濃度的提升,酸化后樣品的陽離子交換能力、吸藍量以及膨脹容整體呈現下降趨勢,與其XRD衍射數據中的半高寬大小變化呈負相關,同其相對結晶度改變趨勢呈正相關。
資料來源:《田景斐,孫紅娟,彭同江.酸處理對蒙脫石結構及理化性能的影響[J].化工礦物與加工: 2021》,由【粉體技術網】編輯整理,轉載請注明出處!
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