膨潤(rùn)土與陽離子交換反應(yīng)研究

時(shí)間：2014-05-21 10:06:33

作者：世邦機(jī)器

陽離子交換反應(yīng)

研究結(jié)果表明，無機(jī)柱化劑與鈉基膨潤(rùn)土的柱撐過程為陽離子交換反應(yīng)，即在蒙脫石柱撐過程中，柱化劑-無機(jī)聚合物與蒙脫石層間可交換陽離子發(fā)生交換反應(yīng)。

曹明禮等（2002）對(duì)比了鈉基膨潤(rùn)土、羥基Al柱撐蒙脫石和羥基A1-Cr柱撐蒙脫石[n（Cr3+）:n（Al3+）=0.10]的化學(xué)分析結(jié)果，見表3―4。

鈉基膨潤(rùn)土經(jīng)過羥基Al柱撐反應(yīng)和羥基Al-Cr柱撐反應(yīng)后，對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物中A12O3的含量均顯著增加，而羥基Al-Cr柱撐蒙脫石的A12O3含量（23.75%）較羥基Al柱撐蒙脫石A12O3含量（25.25%）略有降低，但對(duì)于Cr2O3的含量，羥基Al-Cr柱撐蒙脫石比鈉基膨潤(rùn)土和羥基Al柱撐蒙脫石有所升高，結(jié)合以上XRD分析結(jié)果，表明Al-Cr柱化劑進(jìn)入了蒙脫石晶層中。膨潤(rùn)土加工設(shè)備有很多種，比如膨潤(rùn)土磨粉機(jī)，膨潤(rùn)土粉碎機(jī)等。此外，與鈉基膨潤(rùn)土相比，羥基Al柱撐蒙脫石、羥基Al-Cr柱撐蒙脫石的Na2O和CaO含量均降至很低，說明柱化劑陽離子主要置換了鈉基膨潤(rùn)土晶層間的鈉離子和鈣離子的位置，因此，柱化劑與鈉基膨潤(rùn)土的柱撐過程為陽離子交換反應(yīng)。

對(duì)于聚合羥基鋁柱撐蒙脫石的形成機(jī)理，他們解釋為：柱化劑離子與蒙脫石之間發(fā)生離子交換反應(yīng)，進(jìn)入膨脹的蒙脫石層間，占據(jù)層間可交換離子的位置。正電荷的柱化劑離子與脫石層間負(fù)電荷形成靜電吸附，沿c軸方向垂直晶層排列，完成柱化過程。至于柱化劑離子與蒙脫石層間的作用形式，由柱撐前后蒙脫石的FTIR分析結(jié)果基本一致，可推測(cè)其可能的作用形式主要是非化學(xué)鍵力，例如范德華力和靜電力等。