改性提高膨润土阳离子交换容量研究.pdfVIP

第 2 7卷 第 3期 地 球 科 学 与 环 境 学 报 Vol .2 7 No .3 2 0 0 5 年 9 月 Jou r nal of Ear th Science s and En vironm en t Sept . 2 0 0 5 改 性 提 高膨 润 土 阳 离 子 交 换 容 量 研 究 李梦耀, 王莉平, 车红荣 (长安 大学 环境 科学 与工程 学院, 陕西 西安 710054) [摘要] 研究了焙烧活化、酸活化、氯化钠活化、溴化十六烷基三 甲铵活化等 改性方法对 膨润土 阳离子 交换容量的影响。结果表 明,450 ℃焙烧 2 h ,膨润土阳离子交换容量可提高 30 % 以上,0 .01 mol ·L - 1 氯化钠和 0 .3 mol ·L - 1 溴化十六烷基三 甲铵 活化处理均 可使膨润土 阳离子交换容量提 高 10 % 以上, 0 .1 mol ·L - 1 盐酸活化处理对提高膨润土的阳离子交换容量效果不明显,还深入讨论了改性提 高澎润 土阳离子交换容量的机理 。 [关键词] 膨润土 ; 改性 ; 氯化钠 ; 溴化十六烷基三 甲铵 ; 阳离子交换容量 [中图分类号] P 619.255 [文献标识码] A [文章编号] 1672-6561(2005)03-0030-03 [作者简介] 李梦耀 (1962 - ),男,陕西西安人,副教授,从事水污染监测及治理教学与研究。 膨润土是一种 以蒙脱石为主要成分的天然优 质细粒粘土。蒙脱石单位 晶胞系 由硅氧四面体和 1 实验部分 铝氧八面体按 2 ∶1 组成的晶层,其结构单元层 中 存在 阳离子异价类质 同象置换, 如硅氧 四面体 中 1 .1 实验试剂及仪器 Si4 + 被 A l3 + 取 代,铝氧八面 体 中 A l3 + 被 M g2 + 或 1 .1 .1 实验试剂 F e2 + 所取代 。这就产生了层 间负电荷,具有吸 附阳 原土预处理 :膨润 土 (新疆 产)原 土用水浸 泡 离子的能力来达到电荷的补偿,这些 阳离子通 常为 12 h 后,水洗 3 次,烘干,研磨,过 120 目筛,作为原 N a+ ,K + ,Ca2 + , Mg2 + ,A l3 + , H + ,Li + ,Cs+ ,Rb + , 土备用。 N H4+ 等。因这类负电荷大部分分布在层状硅铝酸 N aO H 标准溶液 :用分析纯氢氧化钠试剂配制 盐的层面上,结构层 内的铝氧八面体层 内晶格置换 0 .03 m ol ·L - 1 N aO H 溶液, 以烘干恒重优级纯邻 产生的负电荷 与矿物层面上吸 附的阳离子之 间的 苯二 甲酸氢钾标定。 距离较远, 吸 附的阳离子与 晶层 间常被水分子所 甲醛 CaC l2 混合溶液 :称取 50 g CaC l2 ,量取 隔,两者结合较松弛。阳离子脱离和 吸附所需能量 50 ml 甲醛 (A .R ,西安化学试剂厂),混合后用水溶 较低,也较 自由, 因此,这些被 吸附的阳离子可 以被 解 并稀释至 500 mL,摇匀,用 N aO H 溶液调节至酚 交换,这就是蒙脱石矿物具有 阳离子交换 的本质。 酞显淡粉红色。 层间阳离子的可交换性是膨润土的重要特性之一。 N H 3 ·H 2 O N H 4 Cl 溶液 :称取 30 g N H 4 Cl, 膨润土 的最 大 阳离子 交换 量用 阳离 子交 换容 量 量取 30 m L N H3 ·H2 O (A .R ,西安化学试剂厂)混 (CE C)表示[1] 。近年来,对膨润土进行改性,提高 合,用水稀释至1 000