膨润土制备活性白土

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膨润土的结构及特性
膨润土又名膨土岩、 斑脱岩， 有时也称白泥， 通 常为白色， 也有浅灰、 褐红等其它颜色， 主要是由蒙 脱石类矿物组成的粘土。 蒙 脱石的晶体结构由两层硅氧四面体 晶片中间夹 一 层 铝 氧 八 面 体 晶 片 组 成 ， 其组成为 （8,， （TU） ・ （@+， .+） S0） *U! T: 属 ! V " # : FF ! =2$ T"# !
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第 !" 卷
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长安大学学报 （建筑与环境科学版） （8)9/: ; <*32): =924*94 <>262’*） &’()*+, ’- ./+*0’ +* 1*234)5267
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离子交换容量 （ .5.） 均有显著提高。他们认为， 在 活化过程中 ,- & 替代其它金属离子进入蒙脱石晶体 的层 间， 层 间 ,- & 的 增 加 有 利 于 提 高 粘 土 的 ［!8］ 冀静平等 人的研究发现， 钠化可以使钙基膨 .5.。 润 土的比表面积由 C ; !> <+ = *增加到 !> ; !@ <+ = * ， 提高了吸附能力， 但钠化改性又使晶面间距由 这在一定程度上降低了由于 ! ; 77 E< 降至 ! ; +D E<， 比表面积增加所提高的吸附能力。 +6+6+ 有机膨润土 有机膨润土是通过在膨润土表面用有机离子 （典型的为季铵离子） 交换非有机离子 （如 ,- & 、 0& ） 得到的， 有机膨润土的矿物表面是有机相， 按照 “相 似相容” 原理， 有机膨润土要比活化膨润土对有机污
交换能力， 这为它们在污水处理中的应用奠定了基 础。我国膨润土资源十分丰富， "DDD 年统计的膨润 土储量达 !$ : $" 亿吨， 居世界前列。近年来， 对膨润 土进行改性， 不断改善提高膨润土对污水的净化能 ［" R "!］ ， 下面对膨润土的特 力已取 得 了 一 定 的 进 展 性、 改性研究及在污水处理中的应用进展进行简要 的综述。
机膨润土等。其中对单阳离子有机膨润土的研究最
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长安大学学报 （建筑与环境科学版）
!118 年
多， 经表面活性剂改性制得的有机膨润土， 因其碳含 量增加， 疏水性能得到改善， 因此处理有机污染物的 能力大大提高。 !"!"# 交联膨润土 交联膨润土： 交联膨润土就是用人工加工的方 法， 用带正电荷的交联剂代替蒙脱石层间可交换的 阳离子， 将其 ! $ % 单元层桥联撑开， 形成一种二维通 “板” ， 交联剂为 “柱” ） 的层柱状结 道 （! $ % 单元层为 构的新矿物， 其层间距、 柱间距可根据需要调节。常 用的交联剂为无机金属阳离子 （如 &’# ( 、 )*# ( 、 +,! ( 、 水解产生的金属羟基阳离子， 也 -.# ( 、 /.# ( 、 0, ( 等） 称多聚羟基阳离子。这些多聚羟基阳离子一般呈平 面状， 厚度约 1 2 3 4 1 2 5 67， 通过离子交换后进入蒙 脱石层间， 并进一步在其中水解成 “交联柱” ， 使蒙脱
收稿日期：!##FA#QA!Q 作者简介：李梦耀 （"D%! W ） ， 男， 陕西西安人， 长安大学副教授， 从事水污染监测及治理研究 :
万方数据
第+期
李梦耀， 等： 膨润土的改性研究及在污水治理中的应用 法、 钠化法等。
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［!"］ 型层状硅酸盐矿物 ， 在粘土矿物的形成过程中，
常会发生阳离子异价类质同晶替代作用， 如硅氧四 面体中 #$% & 被 ’(" & 替代， 铝氧八面体中 ’(" & 被 )*+ & 替代。晶体结构层间存在过剩负电荷， 需吸附阳离 子来 保 持 电 荷 的 平 衡。被 吸 附 的 阳 离 子 通 常 为 ,- & 、 .-+ & 、 /& 、 )*+ & 、 ’(" & 、 0& 、 1$ & 、 .2 & 、 34 & 、 （象） 替代产生的负电荷 ,0% & 等。因异介类质同晶 大部分分布在片状硅铝酸盐的层面上， 与矿物层面 上吸附的阳离子距离较远， 吸附的阳离子与晶层间 常被水分子所隔， 两者结合较松弛， 阳离子脱离和吸 附所需能量较低， 也较自由。因此这些被吸附的阳 离子可以被置换， 这是蒙脱石矿物具有阳离子交换 性的本质。层间阳离子的可交换性是膨润土重要特 性 之 一， 其阳离子交换能力用阳离子交换容量
4-*(2’&(： =6)(96()4 +*> +>5’)I62’* I)’I4)67 ’- H’*6H’)2,,’*264 J+5 52HI,7 2*6)’>(94> : K/4 L4*6’*264 H’>2-72*0 H46/’>5 5(9/ +5 /4+6A6)4+6H4*6， +92>A6)4+6H4*6， 2*’)0+*29A6)4+6H4*6， ’)0+*29A6)4+6H4*6， 9)’55,2*M2*0 H’>2-29+62’* +*> 6/4 H49/+*25H5 )454*6,7 2* ./2*+ J4)4 )4324J4> 2* 6/25 I+I4) : 8-64) H’>2-29+62’* 6)4+6H4*6， 6/4 I)’I4)67 ’H’*6H’)2,,’*264 J+5 2HI)’34>， 6/4 9+I+9267 ’- +>5’)I62’* +*> 2’*A4N9/+*04 J+5 2*9)4+54> : 8II,29+62’*5 ’- H’>2A -24> L4*6’*264 2* J+564J+64) 6)4+6H4*6 J4)4 5(HH+)2O4> : K/4 H’>2-24> L4*6’*264 /+5 L4664) P(+,26245 +*> +L2,267 ’5J4464* +*> )4H’32*0 /4+37 H46+, 9+62’*5 +*> +)’H+629 9’HI’(*>5 +*> /+)> L2’>40)+>+L,4 /+)HA >49’,’)2O+62’*， -(, ’)0+*29 9’HI’(*>5 : K/4 H49/+*25H ’- )4H’32*0 /4+37 H46+, 9+62’*5 +*> I’,,(64> ’)0+*29 9’HI’(*>5 L7 H’>A 2-24> L4*6’*264 J4)4 >259(554> : K/4 (*5’,34> I)’L,4H5 +*> +II,72*0 I)’5I496 ’- L4*6’*264 2* J+564J+64) 6)4+6H4*6 J4)4 I’2*64> ’(6 +*> 6/4 9’*9,(52’* 25 6/+6 H’>2-24> L4*6’*264 25 + 0’’> +>5’)L4*6 -’) 6)4+62*0 I’,,(64> J+64) : 5., 1"2#*： L4*6’*264； H’>2-29+62’*； J+564J+64) 6)4+6H4*6； )4324J
所得 0" B?7 、 "8A 0+ #?% 、 +7A 0.( 活化处理膨润土， 产品的吸附性及阳离子交换性显著提高。惠博然
［!C］ 等
讨
论
了酸活化膨 润 土 的 制 备 及 工 艺 ， 认为用混酸效果 较好。
［!D］ 钠化膨润土 ： 张建乐等 用 ,-+ .?" 溶液在 @8 发现钠基土、 钙基土的阳 9 对膨润土进行活化处理，
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引
言
我国水资源总量居世界第 % 位， 人均拥有水量 居世界第 Q$ 位。水资源在时间分配上不均匀， 在空 间分布上不平衡， 不少地区水资源十分紧缺。改革 开放后， 我国经济持续高速发展， 城市化进程不断增 速， 这种发展和增速一方面扩大了对水资源的需求， 另一方面也产生了大量的工业、 生活污水， 据报道 年我国的污水排放量达近 亿吨。对污水进 !### C## 行净化处理， 完成对水资源的再生利用不失为解决 我国水资源不足的有效途径之一。寻求廉价易得的 污水净化材料、 降低污水处理成本， 提高净化效率， 一直是净化污水、 水资源再生利用研究领域的热点 问题之一。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的粘 土， 具有很大的比表面积， 良好的吸附性能和阳离子