高岭石–甲醇夹层复合体的合成及其特性-土壤.PDF

DOI:10.13758/j.cnki.tr.2004.01.011 土 壤 (Soils), 2004, 36 ( 1): 51~55 高岭石–甲醇夹层复合体的合成及其特性 吴德意 孔海南 褚春凤 （上海交通大学环境科学与工程学院 上海 200240 ） 摘 要 以水合联胺，10 mol 尿素水溶液及甲醇先后与高岭石反应，合成了晶面间距为1.0 nm 的高岭石– 0 甲醇夹层复合物。复合物不太稳定，在常温下 (约放置72 h) 或105 C 加热下 (2 min) 晶面间距收缩为0.85 nm 。 0 0 于200 C 加热时，晶面间距进一步收缩为0.79 nm 。0.79 nm 复合物在300 C 条件下长时间加热也未再发生变化。 由层间膨胀值的大小及甲醇分子的最小厚度推测，0.85 nm 及0.79 nm 夹层复合体中甲醇分子明显地嵌入了高岭石 的结构内部。其甲基可能嵌入了硅氧四面体的六角环空洞中，而羟基嵌入了铝氧八面体内。IR 图谱表明0.79 nm 复合物中甲醇分子与高岭石的相互作用较之0.85 nm 复合物更强。 关键词 高岭石；甲醇；夹层作用；晶面间距；IR 图谱 中图分类号 TQ330 高岭石是陆地环境中最重要的粘土矿物之一。 1.2实验方法 近年来，人们发现夹层作用可以使高岭石在流变 高岭石– 甲醇夹层复合体的合成：为合成高岭石 性﹑表面特性等方面显示出新的特征。据报导这些 -甲醇夹层复合体而使用的水合联胺 (850 g/kg) ，尿 新的特征在造纸工业﹑聚合物合成和土壤调节等方 素和甲醇为分析纯。称取约1g 高岭石样品放入离心 [1] 面有很好的应用前景 。因此，高岭石的夹层作用 管中，加入20 ml 水合联胺(850 g/kg) ，室温下振荡 研究近年来受到人们的广泛注意。高岭石的夹层复 24 h 后，离心分离，弃去上清液。高岭石–水合联胺 [2] 合物根据合成途径大致可分为两类 ：通过有机 夹层复合体中加入20 ml 尿素水溶液（10 mol ），振 分子和高岭石的直接反应合成（高岭石的层间只有 荡 1 h 后，离心分离并弃去上清液。此操作再重复 极少量的极性有机分子如二甲基亚砜、甲酰胺、水 进行4 次。然后再往高岭石–尿素的夹层复合体中加 合联胺等可以进入）；许多有机分子不能通过直接 入20m1 甲醇，振荡12 h 后，离心分离并弃去上清 反应合成，但可通过代换反应法，将新的有机分子 液。此操作反复进行3 次，即制成高岭石– 甲醇复合 和已经形成的夹层复合物（中间体）反应，而将原 物。不使用甲醇而使用纯水则合成了高岭石–水复合 复合物（中间体）中的有机分子代换出来。最近 物（水化高岭石）。 Komori 等指出高岭石– 甲醇夹层化合物有望成为一 X 射线衍射分析：将离心分离后的糊状夹层复 [3,4] 种有用的中间体 。因此对于高岭石– 甲醇夹层化 合物直接涂抹于载玻片(或陶片)上，在室温条件下 合物的特性作进一步的详细研究非常重要。本文合 干燥后，或进一步于恒温箱(或马伏炉)