改性凹凸棒土对钾_钙_镁离子交换作用的研究
改性凹凸棒石粘土吸附性能对比实验研究
改性凹凸棒石粘土吸附性能对比实验研究合肥工业大学资源与环境科学系(安徽合肥,230009) 陈天虎 [摘要]选用有代表性的染料和酚两类性质不同的污染物质为吸附质,凹凸棒石粘土和各种方法改性的凹凸棒石粘土为吸附剂进行了吸附对比实验研究。
实验发现用1M磷酸改性能大幅度提高凹凸棒石粘土对染料和酚等污染物的吸附能力。
并且认为凹凸棒石粘土的吸附属于外表面吸附—胶体和离子交换吸附,改性作用提高凹凸棒石粘土吸附性能的机理是改性加工改变了凹凸棒石粘土中粘土颗粒的结构电荷和表面电荷及吸附活性。
[关键词]凹凸棒石粘土;吸附;废水;染料;酚 [中图分类号]TQ424124 [文献标识码]A [文章编号]1005-829X(2000)04-0027-03Experimental study by contra st on the adsorbing capability ofmodified palygorskite clayCHEN Tian2hu(Depart ment of Resources and Envi ronment Hef ei U niversity of Technology,Hef ei230009,Chi na) Abstract:The adsorbing capability of dye and hydroxybenzene is compared by palygorskite clay and various mod2 ified palygorskite clay.It is found that adsorbing capability of dye and hydroxybenzene may be improved largely by palygorskite clay which is modified with1M phosphoric acid.it is thought that the adsorption of palygorskite clay is outer2surface adsorption2colloid and ion exchange adsorpsion.the mechanism of the modification which improves the adsorbing capacity of palygorskite clay is that the structural electric charge and surface electric charge of the clay granules in palygorskite and adsorbing activity are modified.Key words:palygorskite clay;adsorption;wastewater;dye;phenol 凹凸棒石是含水富镁硅酸盐粘土矿物。
凹凸棒石粘土的改性处理和应用研究进展
2 凹凸棒土的改性
常用的凹凸棒石粘土改性方法分为热处理 、 酸 处理 、 碱处理和有机改性处理 . 适当的热处理和酸 处理可以增大凹凸棒土的比表面积 , 增加活性中心
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
, 其截面为
0. 37 nm × 0. 64 nm. 微观的层链状结构致使凹凸棒
土宏观呈纤维状形貌 , 其孔道在沿着纤维生长方向 上 . 由于自身结构中的纳米级孔道 , 因而天然的凹 2 凸棒土具有很大的内表面积 (高达 600 m / g) ; 同 时 , 由于晶体颗粒细小只有几十纳米 , 因而外表面 积也很大 , 可高达约 300 m / g . 正是因为其较大的比表面积 , 特殊的表观形貌
赵 旭 , 袁忠勇
(南开大学化学学院新催化材料科学研究所 , 天津 300071)
摘 要 : 凹凸棒石粘土由于其特有的纤维状形貌 、 高比表面积 、 微孔孔道和稳定的结晶态结构 , 在吸附 、 脱色 、 流变性和催化等方面有非常广泛的工业应用 . 本文较为全面地综述了凹凸棒石粘土的活化改性处理方法 , 总 结了目前凹凸棒土的实际应用领域 , 指出其工业应用发展前景 . 关键词 : 凹凸棒石粘土 ; 改性处理 ; 吸附 ; 催化 中图分类号 : O613. 7 收稿日期 : 2009 - 07 - 02 作者简介 : 赵旭 ( 1985 - ) , 女 , 硕士研究生 , 主要从事新催化材料和催化反应的研究 . 通讯联系人 : 袁忠勇 (1968 - ) , 男 , 南开大学特聘教授 ,博士生导师 , 研究方向 : 多孔材料和纳米催化 . 文献标识码 : A 文章编号 : 1009 - 4970 ( 2009 ) 05 - 0001 - 10
凹凸棒石粘土的纳米填料效应及其在高分子材料中的应用
凹凸棒石粘土的纳米填料效应及其在高分子材料中的应用引言：纳米科技的快速发展使得纳米材料在各个领域中得到了广泛的应用。
其中，纳米填料作为一种重要的纳米材料，具有优异的性能和潜在的应用前景。
凹凸棒石粘土作为一种常见的纳米填料，由于其独特的形貌和结构，已经在高分子材料领域中引起了广泛的关注。
本文将详细介绍凹凸棒石粘土的纳米填料效应以及其在高分子材料中的应用。
一、凹凸棒石粘土的纳米填料效应1. 凹凸棒石粘土的结构和特性凹凸棒石粘土是一种层状矿物，其结构由硅酸盐土矿物层和层间阳离子组成。
其特点是具有大量的微观孔隙和高比表面积。
此外，凹凸棒石粘土还具有出色的阻隔性能、吸附性能和稳定性等优点。
2. 纳米填料效应凹凸棒石粘土作为纳米填料，具有独特的纳米填料效应。
首先，凹凸棒石粘土具有的高比表面积和微观孔隙可以增加高分子材料的界面接触面积，从而提高材料的机械强度和热稳定性。
其次，凹凸棒石粘土的层状结构可以有效地阻碍高分子链的运动，使得材料的屏障性能得到提升。
此外，凹凸棒石粘土还可以通过填充作用和限制材料分子的运动，改善高分子材料的维卡溶胀性能和抗燃性能。
二、凹凸棒石粘土在高分子材料中的应用1. 塑料复合材料凹凸棒石粘土作为一种优秀的纳米填料，在塑料复合材料中有着广泛的应用。
通过将凹凸棒石粘土与高分子树脂进行混合，可以提高材料的力学性能、热稳定性、屏障性能和阻燃性能。
此外，凹凸棒石粘土还可以调控复合材料的光学性能和电学性能，拓宽了材料的应用领域。
2. 橡胶复合材料凹凸棒石粘土在橡胶复合材料中也有着重要的应用价值。
通过将凹凸棒石粘土与橡胶基体进行复合，可以大幅增加橡胶材料的机械强度、硬度和耐磨性。
此外，凹凸棒石粘土的附着作用还可以提高橡胶材料的抗裂性和抗老化性能。
这些优势使得橡胶复合材料在汽车制造和工程建设等领域中得到了广泛应用。
3. 涂料和粘合剂凹凸棒石粘土在涂料和粘合剂中的应用也呈现出了巨大的潜力。
凹凸棒石粘土可以在涂料和粘合剂中起到增稠、增强附着力和改善流变性能的作用。
凹凸棒土改性的研究进展
凹凸棒土改性的研究进展摘要：本文介绍了凹凸棒土的特性，国内外对其改性的方法，分析了凹凸棒土的应用前景。
关键词:凹凸棒土，改性，进展一．前言凹凸棒石又称坡缕石, 是具有独特层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物[1] , 浅白色, 在矿物学上隶属于海泡石族, 具有较大的比表面积和较强的吸附性能。
我国江苏、安徽、山东、辽宁等地发现和探明许多的凹凸棒石矿点, 其中江苏盱眙矿点产量居首位, 储量高达2. 72×108 t, 占全球凹凸棒石总储量的近50 %。
凹凸棒土其广泛的应用价值使其在粘土矿物学、材料科学、物理化学、土壤科学、环境工程中受到广泛重视。
美国早在20 世纪40 年代就已经开采应用凹凸棒土[2 ] 。
我国对凹凸棒土的研究起步较晚,与发达国家相比还有很大的差距,且资源利用率底,使用范围小,产品开发的多样化、系列化程度差。
目前,我国生产的粘土产品主要应用于无机化工、建材工业、农业食用油加工等较低端的领域,初级加工产品和低附加值产品比例较高,造成优质原料往往不能用于生产或无法大量生产高档产品。
我国凹凸棒土储量的绝对数和总资源量完全能满足近期工业生产的需求,与世界各国相比具有较明显的优势[3 ] 。
但是天然凹凸棒土杂质含量多,削弱了凹凸棒土原有的性能,使用时有一定的局限性,故改性成为国内外研究的课题。
二．凹凸棒土的改性研究凹凸棒土原矿石含有大量的杂质,如蒙脱石、伊利石和碳酸盐等,影响着凹凸土的使用性能,需要经过提纯和改性处理才能提高凹凸棒土的使用效果。
对凹凸棒土进行改性的目的在于改善粒子在聚合物中的分散性质,或者提高其多种性能。
酸改性是一种方法。
凹凸棒土的比表面积会随着酸含量的增加、改性时间的延长而增大。
如果酸浓度过大,凹凸棒土中八面体阳离子近乎于完全溶解,四面体结构失去支撑引起结构塌陷,会引起比表面积下降[4 ] 。
凹凸棒土改性为了满足不同的生产需求,应考虑实际成本等问题。
王红艳等[4-5 ]分别用硫酸、盐酸和硝酸对凹凸棒土进行改性处理。
凹凸棒石粘土的光催化降解性能研究及其在污染物处理中的应用
凹凸棒石粘土的光催化降解性能研究及其在污染物处理中的应用摘要：凹凸棒石粘土作为一种广泛存在的天然矿物材料，具有很高的比表面积和丰富的孔隙结构，被广泛用于催化领域。
本文主要研究了凹凸棒石粘土在光催化降解污染物方面的应用。
首先介绍了凹凸棒石粘土的结构和性质，以及催化剂的选择和制备方法。
其次分析了凹凸棒石粘土的光催化机理和影响因素。
最后探讨了凹凸棒石粘土在污染物处理中的应用前景和挑战。
1. 引言在当今社会，水和空气污染成为了严重的环境问题，对人类的健康和生态系统造成了巨大的威胁。
因此，寻找高效、低成本的污染物处理方法成为了迫切的需求。
光催化技术作为一种环境友好的处理方法，近年来受到了广泛关注。
凹凸棒石粘土作为一种潜力巨大的光催化剂，在污染物降解方面显示出了良好的应用前景。
2. 凹凸棒石粘土的结构和性质凹凸棒石粘土是一种层状矿物材料，其层状结构由硅酸盐层和氢氧化铝层交替堆积而成。
具有很高的比表面积和丰富的孔隙结构，使其成为一种理想的催化剂。
此外，凹凸棒石粘土还具有优良的化学稳定性和可再生性等优点，有利于其在污染物处理中的应用。
3. 催化剂的选择和制备方法选择合适的催化剂是光催化降解污染物的关键。
对于凹凸棒石粘土来说，可以通过离子交换或表面修饰等方法来改变其性质，以满足不同应用需求。
制备方法包括溶胶-凝胶法、水热合成法等，这些方法可以调控凹凸棒石粘土的结构和形貌，以提高其光催化性能。
4. 凹凸棒石粘土的光催化机理凹凸棒石粘土的光催化机理主要包括电荷分离、电荷转移和自由基生成等过程。
光照激发活化剂表面的电子，产生高活性的电子-空穴对，进而与污染物发生反应，最终达到降解的目的。
此外，催化剂的光吸收能力和光电子转移效率也会影响凹凸棒石粘土的光催化性能。
5. 影响凹凸棒石粘土光催化性能的因素凹凸棒石粘土的光催化性能受到多种因素的影响，包括催化剂的结构、氧化剂的选择、溶液的pH值和温度等。
此外，污染物的种类和浓度也会对光催化降解的效果产生重要影响。
凹凸棒石基复合材料的性能研究
凹凸棒石基复合材料的性能研究凹凸棒石基复合材料是一种由凹凸棒石与其他材料组成的复合材料。
凹凸棒石，又称膨润土，是一种由高岭土经过破碎、粉碎、活化、离子交换等工艺处理而成的粉末状材料。
由于其具有很高的层间隔、可膨胀性和吸附性，凹凸棒石被广泛应用于各个领域中。
而将凹凸棒石与其他材料组合而成的复合材料具有更为优越的性能和功能。
首先，凹凸棒石基复合材料具有良好的增强效果。
凹凸棒石具有层间隔结构以及较大的比表面积，这使得其可以与其他材料形成较强的物理和化学结合。
通过将凹凸棒石与增强材料（如玻璃纤维、碳纤维等）组合，可以增强复合材料的机械性能。
研究表明，凹凸棒石基复合材料具有较高的强度、刚度和韧性，且可以满足不同领域的应用需求。
其次，凹凸棒石基复合材料具有良好的导热性能。
凹凸棒石具有高热导率和良好的热稳定性，可以作为导热材料应用于热管理领域。
通过将凹凸棒石与导热材料（如金属颗粒、石墨等）组合，可以提高复合材料的导热性能。
研究表明，凹凸棒石基复合材料在导热系数方面具有优异的表现，适用于高温导热传导、散热和隔热等领域。
此外，凹凸棒石基复合材料具有良好的阻燃性能。
凹凸棒石具有较高的阻燃效果，可以作为阻燃材料应用于消防安全等领域。
通过将凹凸棒石与阻燃剂（如阻燃剂添加剂、纳米阻燃材料等）组合，可以提高复合材料的阻燃性能。
研究表明，凹凸棒石基复合材料具有良好的阻燃效果，可以有效减少火灾的危害和蔓延。
此外，凹凸棒石基复合材料还具有良好的耐腐蚀性能和环境友好性。
凹凸棒石具有良好的耐酸碱性、抗氧化性和稳定性，可以应用于耐腐蚀材料的制备。
同时，凹凸棒石是一种天然矿物材料，无毒、无味、无污染，符合环境保护要求。
因此，凹凸棒石基复合材料在耐腐蚀和环境友好领域具有潜力。
综上所述，凹凸棒石基复合材料具有良好的性能和潜力。
通过对其增强效果、导热性能、阻燃性能、耐腐蚀性能和环境友好性等方面的研究，可以进一步拓展其应用领域。
相信随着科学技术的发展和研究工作的深入，凹凸棒石基复合材料将在更多的领域中得到应用，并为人们提供更多的优质和高效的材料选择。
凹凸棒石改性及其修复重金属污染土壤的研究
应 用 化 工 ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ．４８Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２０１９
凹凸棒石改性及其修复重金属污染土壤的研究
田振华，薛胜平
（河北经贸大学 生物科学与工程学院，河北 石家庄 ０５００６１）
摘 要：介绍了凹凸棒石的结构及物理化学特性。对改性凹凸棒石的方法进行了探讨，对凹凸棒石和改性凹凸棒 石应用于重金属污染土壤修复方面的效果进行了研究。凹凸棒石和改性凹凸棒他材料组合包埋，制作新型肥料。在此基础上，提出改性凹凸棒石和凹凸棒石在研 究与应用方面需要克服的问题，并对其在重金属污染土壤修复的前景进行了展望。 关键词：凹凸棒石改性；凹凸棒石；重金属污染；土壤；修复 中图分类号：ＴＱ９４９；ＴＱ９２９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－３２０６（２０１９）０４－０８８３－０５
面的研究。电话：１５５３２１１０４５８，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｔｉａｎ１２１６＠１６３．ｃｏｍ 通讯联系人：薛胜平，女，教授，博士，硕士研究生导师，主要从事土壤重金属修复领域研究。
８８４
应用化工
第 ４８卷
换容量，可以与土壤中的重金属离子发生交换。凹 凸棒石单晶体内部为蜂窝状内孔道，单晶纤维以平 行排列的形式存在，并且单晶纤维之间存在很多空 隙，可以有效吸附重金属离子［６］。
伴随着我国工业经济的飞速发展，土壤重金属 污染事件频繁发生。据统计，我国受到重金属污染 的粮食已经达到 １０００万 ｔ以上，经济损失已超过 ２００亿元［１］。土壤无机污染中最大的污染源是重金 属污染，大致可分为工业污染、农业污染和城市生活 污染三个方面。由于重金属元素不能被进一步降 解，并且可以通过植物、微生物等生物体吸收进入食 物链，长期积 聚 将 危 及 人 类 健 康 ［２３］。２０１６年５月， 《土壤污染防治行动计划》正式印发，标志着我国土 壤修复行 业 开 启 发 展 快 车 道。 《土 十 条 》制 定 了 到 ２０２０年治理和 修 复 受 重 金 属 污 染 的 耕 地 面 积 要 达 到 １０００万亩的目标。面临的任务十分艰巨，找到 合适的、有效的、环保的土壤重金属污染修复技术已 刻不容缓。
凹凸棒石改性方法及研究进展
当代化工研究Modern Chemical Research124科研开发2020・03凹凸棒石改片生万法及研究进展*李一京"谢鑫U2袁苗苗"柳芳芳"苏琼1.2王鸿灵仁庞少峰1,2王彦斌山(1.西北民族大学化工学院甘肃7300302.甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室甘肃730030)摘耍：凹呂棒石具有广泛的工业应用价值，但是天然凹凸棒石含有大量杂质，吸附能力不高、吸附选择性差，因此需要进行改,性以提高凹凸棒石的性能.本文简述了凹凸棒石的表面改性技术.总结了现阶段对改性凹凸棒石的相关研究进展.关键词：凹凸棒石；表面改性；吸附剂中图分类号：TD985文献标识码：AModification Methods and Research Progress of AttapulgiteLi Yijing",Xie Xin1,2, Yuan Miaomiao1,2,Liu Fangfang1,2,Su Qiong12,Wang Hongling1,2,Pang Shaofeng12,Wang Yanbin1,2*(1.Northwest Minzu University,School of Chemical Engineering,Gansu,7300302.Key Laboratory for Utility of Environment-friendly Composite Materials and Biomass in Universities of Gansu Province,Gansu,730030)Abstract:Attapulgite has a wide range of industrial applications,but natural attapulgite contains a large amount of impurities,has low adsorption capacity,and p oor adsorption selectivity,and therefore needs to be modified to improve the performance of a ttapulgite.This paper briefly describes the surface modification technology of a ttapulgite.The research progress of m odified attapulgite at this stage is summarized.Key words x attapulgites modification^adsorbent1.引言表1HC1浓度对凹凸棒石的影响凹凸棒石是_种常见的黏土矿物，常被广泛应用于环境—胚五—凹凸棒石的变化友好型吸附剂。
凹凸棒土的应用与研究
1 食品行业凹凸棒石粘土本身无毒，价格低廉且使用效率高，是一种优良的脱色剂，能截留或吸附带色物质和杂质。
使用凹凸棒石粘土可替代当前的活性炭和活性白土，用于植物油、动物油脂、明胶等粘稠度较高的产品脱色和精制。
用盐酸活化后的凹凸棒石粘土对菜油、豆油等食用油的脱色能力可提高2倍以上。
脱色净化的色拉油，酸价较低，可省去脱水工序。
过滤后的滤饼（植物油、动物脂等）可以再生利用，不污染环境。
凹凸棒石粘土也可用作糖浆、蔗汁、甜菜汁、低浊度天然水、矿泉水、以及啤酒、麦芽汁、果汁、葡萄酒、果酒等饮料的过滤剂和澄清剂，它既能脱色，又能清除其中的微生物及其他杂质（如果汁、葡萄酒中的农药）。
其还具有特殊专一的吸附性，能吸附植物油中强致癌物质—黄曲霉毒素并且使用十分简便，无需改变原有生产工艺。
2 农业利用凹凸棒土比表面积大、吸附力强、粘结性好和密度低的特点，可作颗粒农药造粒剂，不仅可以提高颗粒肥料成粒率，增强复混肥的造粒速度，而且造粒强度高，不结块，不返潮，颗粒均匀，表面光滑，色泽度好；利用凹凸棒土生产的农药在土壤中释放缓慢，可以延长药效，粒状和粉状凹凸棒石粘土已广泛用作杀虫剂、杀菌剂、除草剂等的载体。
用酸处理过的凹凸棒石粘土能有效地防止硝酸铵、硫酸铵、尿素等氮肥中的氨的损失，具有固氨作用，可减少肥料流失，延缓养分的释放期，提高肥料利用率，改良土壤活性；利用凹凸棒土的阳离子交换能力，使其在土壤中起到保水，调节PH值的作用，并可为植物提供一定的微量元素，促进植物生长。
利用它的悬浮性、增稠性可用作粉剂农药、液体农药的悬浮剂、增稠剂，便于飞机大面积喷洒。
凹凸棒土承载性能好，酸碱度适中，粒度均匀，土中汞、铅、砷等有毒元素分别低于国家标准，可替代玉米粉作为饲料添加剂使用，可以节约粮食，降低饲料成本，提供动物必须的微量元素，并可防止动物拉稀，同时能改善饲养场环境。
另外，凹凸棒土中含有鱼类生长必需的多种微量元素，作为添加剂应用在鱼类颗粒配合饵料的生产中，可以减少无机盐用量，部分取代常用的粘结剂，而且制成的颗粒饵料有良好的漂浮性和粘结性，符合鱼类颗粒饵料的质量要求。
凹凸棒石的纳米表面改性和可控自组装研究
凹凸棒石的纳米表面改性和可控自组装研究概述：凹凸棒石是一种具有特殊纳米结构和表面性质的材料，其在材料科学和纳米技术领域具有广泛的应用潜力。
本文将探讨凹凸棒石的纳米表面改性和可控自组装研究，介绍相关研究进展以及未来的发展方向。
1. 凹凸棒石的性质和结构凹凸棒石是一种层状硅酸盐矿物，其结构由层状的硅酸盐和叠层的金属离子组成。
受其表面化学组成和纳米结构的影响，凹凸棒石具有优异的吸附性能和可控自组装能力。
其表面具有大量的负电荷，并具备高度的比表面积和孔隙结构，这使得其在吸附、催化和分离等领域具有广泛的应用潜力。
2. 凹凸棒石的纳米表面改性研究进展2.1. 表面改性方法凹凸棒石的纳米表面改性主要包括物理改性和化学改性两种方法。
物理改性主要通过热处理、超声处理、离子交换、机械研磨等手段来改变凹凸棒石的结构和性质。
化学改性则是通过化学反应在凹凸棒石表面引入有机功能基团或金属离子，从而实现对材料表面性能的改善。
这些表面改性方法可以改变凹凸棒石的表面电性、亲疏水性、化学稳定性等特性，进而扩展其应用领域。
2.2. 改性对凹凸棒石性能的影响纳米表面改性可以显著改善凹凸棒石的吸附性能、分离性能和催化性能。
例如，将具有亲疏水性的有机功能基团引入凹凸棒石表面，可以使其具有良好的油水分离性能和抗菌性能。
通过改变凹凸棒石的表面电性，还可以调控其在电荷分离、光催化和电容器领域的应用。
因此，纳米表面改性为进一步拓展凹凸棒石的应用提供了有力支持。
3. 凹凸棒石的可控自组装研究3.1. 自组装的原理凹凸棒石的层状结构和表面性质使得其可以通过自组装方式形成各种结构和形貌的纳米材料。
自组装主要包括溶液自组装和模板引导自组装两种方式。
溶液自组装利用凹凸棒石的层状结构和表面电性，通过溶剂处理和表面改性来实现纳米材料的自组装。
模板引导自组装则是通过将凹凸棒石作为模板，利用外部添加剂或功能分子来控制纳米材料的组装过程。
3.2. 可控自组装的应用可控自组装可以实现凹凸棒石的纳米材料的可预测性和可调控性。
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从表 3、图 3 可知, 使用 N aOH 对凹凸棒土进 行改性, 在一定程度上提高了凹凸棒土对钾、钙、 镁 三 种 离 子 的 交 换 量。 当 NaOH 浓 度 大 于 1m ol/ L , 并不能明显提高凹凸 棒土钾离子交换吸 附能力; 改性凹凸棒土的钙离子交换量和镁离子交
W A N G L i, Y U AN Jian- jun ( T ianjin U niversit y of Science and T echno log y, T ianjin 300457, China)
Abstract: A ttaplg ite fro m jiang su pro vince w as used as r ow mater ial and treated by calcine, acid, alkali, ammo nium chlo ride and ammonium carbonate cleaning r espectiv ely to obtain a lter- at tapulg te1 T hen the ion exchang e of potassium、calcium and mag nesium by alter- att apulg ite was investig ated1 In lo w solut ion concent ratio n ( 01 05mol/ L ) , iro n ex change o rder of those io ns by ammonium- alter- attapulgite was K+ > Ca2+ > M g 2+ 1 T he r esult sug gested alter- att apulg ite can be used to extr act po tassium fr om seawat er1
凹凸棒土: 江苏省盱眙县, 青灰色, pH 值 6 ~ 7; 氯化钾、氯化钙、氯化镁、硫酸、氢氧化钠、 氯化铵、碳酸铵等均为分析纯试剂。 11 2 凹凸棒土的预处理
将凹凸棒土研磨筛分, 于 200 e 煅烧 4h, 用去 离子水浸泡 24h 后洗涤数遍至洗涤水澄清。烘干后 干燥器内密封保存。 11 3 凹凸棒土改性
1781 9 -
01 7951 -
3391 9 3471 2
第 17 卷
镁离子交 换量 ( m g/ g)
01 1900 01 3375 01 1929 01 0844 01 0121
图 2 酸浓度对钾、钙、镁离子的单位交换量影响
21 4 碱浓度对钾、钙、镁离子单位交换量的影响 按照 11 3 所述方法, 分别用不同浓度的 NaOH
01 6979 01 9524 0. 3777
1291 9 1601 8
-
11 2851 01 9759
-
3341 2 3371 1
-
镁离子交 换量 ( m g/ g)
01 1900 01 2024 01 1700 01 1557 01 1418 01 1132
-
图 1 煅烧改性温度对钾、钙、镁 离子的单位交换量的影响
在 200 e ~ 800 e 温度范围内, 选择不同的煅 烧温度, 按照 11 3 所述方法, 对凹凸棒土进行热处 理改性, 改 性 后 凹 凸 棒土 分 别 与 钾 离子 浓 度 为 2161 8m g/ l 的溶液、钙离子浓度为 5271 6mg/ l 的溶 液、镁离子浓度为 3481 4 mg / l 的溶液进行交换吸 附。煅烧改性温度对溶液中钾、钙、镁离子离子交 换量的影响结果见表 1、图 1。
煅烧改性 温度 ( e )
200 300 400 500 600 700 800
表 1 煅烧改性温度对钾、钙、镁离子的单位交换量 的影响
交换后钾离子 浓度 ( mg/ l)
钾离子单位 交换量 ( m g/ g)
交换后钙离 子浓度 ( mg/ l)
钙离子交换 量 ( m g/ g)
交换后镁离 子浓度 ( mg/ l)
86
中国 矿业
子交换量随 H 2 SO4 浓度的增大而减小。
H2 SO 4 浓度 ( m ol / l) 0 1 2 3 4
交换后钾离子 浓度 ( mg/ l)
1251 6 1021 7 991 4 1051 1 1021 7
表 2 酸浓度对钾、钙、镁离子的单位交换量影 响
钾离子单位 交换量 ( m g/ g)
海水是化学资源的宝库, 作为水资源和化学矿 物资源而言, 具有取之不尽的强大优势。本文选用 江苏省盱眙县凹凸棒土作为原料, 分别采用煅烧、 酸洗、碱洗、氯铵洗 和碳铵 洗的方法 对其进行 改
收稿日期: 2007- 10- 16
性, 考察凹凸棒土对钾、钙、镁三种常见离子的离 子交换能力。希望能为海水中有用元素的提取提供 一条新的工艺路线, 并扩大凹凸棒土离子交换吸附 能力的应用。 1 实验方法及药剂 11 1 药剂
2 结果与分析 21 1 凹凸棒土预处理分析
凹凸棒土性脆, 摩氏硬度为 2~ 3 级, 吸水性 很好, 吸水后颗粒松软, 甚至会成为泥浆, 因此, 作为离子交换剂使用, 需 要提高其硬度 并进行造 粒。本 实 验 将 凹 凸 棒 土 分 别 于 105 e 、 200 e 、 250 e 、300 e 、350 e 煅烧处理, 用去离子水浸泡 24h。结果显示, 200 e 煅烧的 凹凸棒 土硬度, 好 于其他温度下煅烧得到的凹凸棒土硬度。故本实验 的凹凸棒土预处理方法为 200 e 下煅烧。 21 2 煅烧改性温度对钾、钙、镁离子的单位交换 量的影响
凹凸棒土的煅烧改性: 称取一定量经预处理后 的凹凸棒土, 于设定温度和保温时间下在马弗炉中 煅烧, 再次洗涤并烘干, 密封保存。
第1期
王 丽等: 改性凹凸棒土对 钾、钙、镁离子交 换作用的研究
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凹凸棒土的酸、碱、铵改性: 称取一定量经预 处理后的凹凸棒土, 按固液比 1g B 10ml, 分别加 入一定浓度的硫酸、氢氧化钠、氯化铵和碳酸铵, 室温下恒温振荡 30min, 用离心机分离固液数次, 每次用蒸馏水冲洗, 至洗液 pH 值达到中性为止; 将改性凹凸棒土烘 干后密封保存, 即得到分别 经 酸、碱、铵改性处理的凹凸棒土。 11 4 改性凹凸棒土对钾、钙、镁离子的离子交换 吸附
Key words: attapulg ite; po tassium; ca lcium; mag nesium; ion exchange
凹凸棒土是一种具有特殊结构、形态、物化性 质的含水富镁硅酸盐粘土矿物, 具有优异的吸附性 能和一定的离子交换能力。活化后的凹凸棒土对敌 百虫、敌敌畏等有机磷农药有吸附净化作用, 可以 部分取代活性炭, 提高净化度和重复利用率, 降低 吸附成本[ 1] 。利用凹凸棒土的离子交换能力, 处理 含铅[ 2] 、铜、锌[ 3] 、铬[ 4] 、镍[ 5] 等重金属离子废水 及含氟废水[ 6] , 使之达到排放标准。虽然自 19 世 纪发现凹凸棒土以来, 各国学者对凹凸棒土从不同 角度, 进行了不同程度的研究, 但凹凸棒土的应用 仍然十分局限。
交换后钙离 子浓度 ( mg/ l)
钙离子交 换量 ( m g/ g)
交换后镁离 子浓度 ( mg/ l)
01 8457 11 1423 111461 1
01 5470 11 1927 11 1231
3291 4 3141 6 3291 1
11 1166 11 1413
1251 6 1391 6 1451 4 1441 5
01 8457 01 7061 01 6486 01 6568
1891 5 1931 5 1701 8 1141 0
01 6887 01 6490 01 8757 11 4441
3291 4 3281 2 3311 4 3321 8
1401 4 1151 0 172. 4
改性凹凸棒土与配制的原溶液按固液比 1 B 10 放入烧杯中, 于一定振荡频率、室温下振荡 30m in 后过滤分离。测定交换后溶液中离子浓度。
凹凸棒土对钾、钙、镁离子的单离子交换量, 按下式进行计算:
E = 10* ( C0 - C1 ) 其中: E ) 凹凸棒土对钾、钙、镁离子的单位 交换量 ( mg/ g) ; C0 ) 原溶液中离子浓度 ( m g/ l) ; C1 ) 交换后溶液中离子的浓度 ( mg / l) 。
对凹凸棒土进行氯铵改性。N H 4Cl 浓度对钾、钙、
第 17 卷第 1 期 2008 年 1 月
中国矿 业
CHINA MINING MAGAZINE
V o l. 17, N o. 1 Januar y 2008
改性凹凸棒土对钾、钙、 镁离子交换作用的研究
王 丽, 袁建军
( 天津科技大学, 天津 300457)
摘 要: 以江苏盱眙凹凸棒土为原料, 分别采 用煅烧、酸洗、碱 洗、氯铵洗和碳 铵洗的 方法对其 进 行改性, 考察改性凹凸棒土分别对钾、钙、镁三种离子的离 子交换效果。在低浓度水 溶液 ( 01 05mo l/ L ) 中, 以铵盐溶液处理过的凹凸棒 土对钾、钙、镁三 种离子的交换吸附顺序为 K + > Ca2+ > M g2+ 。实 验结 果表明, 改性凹凸棒土对钾、钙、镁离子的交换吸 附能力, 应用于海水中提取钾盐应具有较好的前景。
镁离子交 换量 ( m g/ g)
01 1900 01 5846 11 0125 11 2054 11 3742
图 3 碱浓度对钾、钙、镁离子单位交换量影响
换量随 NaOH 浓度的增加而增大。 21 5 氯铵浓度对钾、钙、镁离子单位交换量的影 响
按照 11 3 所述方法, 分别用不同浓度的N H 4Cl