有機(jī)陽(yáng)離子進(jìn)入礦物層間對(duì)膨潤(rùn)土有什么影響

時(shí)間：2014-05-21 10:06:33

作者：世邦機(jī)器

陳德芳等（2000）以河南信陽(yáng)膨潤(rùn)土為原料，用一系列長(zhǎng)碳鏈季銨鹽對(duì)其進(jìn)行覆蓋，然后用X射線衍射（XRD）、紅外光譜（IR）、差熱分析（DTA）、掃描電鏡（SEM）、粘膜及粒徑測(cè)試儀等，對(duì)制備的有機(jī)膨潤(rùn)土進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分折，討論了其結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。

季銨陽(yáng)離子引入膨潤(rùn)土層間對(duì)膨潤(rùn)土的形貌不產(chǎn)生影響，因?yàn)殁c基膨潤(rùn)土和有機(jī)膨潤(rùn)土都呈現(xiàn)團(tuán)聚狀態(tài)，但鈉基膨潤(rùn)土粒子緊密，有機(jī)膨潤(rùn)土比較疏松，這反映出無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土的親水性，其在空氣中易吸潮而抱團(tuán)麒。膨潤(rùn)土生產(chǎn)設(shè)備有很多種，膨潤(rùn)土雷蒙磨就是其中的一種。相反，有機(jī)膨潤(rùn)土憎水，不吸潮則松散。陳德芳等認(rèn)為有機(jī)陽(yáng)離子在膨潤(rùn)土層間的排列為雙層排列。有機(jī)陽(yáng)離子被吸附在膨潤(rùn)土層間的上下層面上，帶正電荷的一端指向被吸附的層面.，非極性的一端則背離層面。有機(jī)離子與上下層面的夾角θ及鏈長(zhǎng)L與層間距d（001）之間存在的關(guān)系為d（001）=Lsinθ+0.96。據(jù)此，可判斷不同碳鏈的季銨陽(yáng)離子在晶層中的排列方式。

對(duì)照無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土和有機(jī)膨潤(rùn)土兩個(gè)樣品的紅外光譜分析結(jié)果可以看出，在1030cm-1、920cm-1、890cm-1、790cm-1附近附近都有吸收，它們分別代表 SiO、AIOH、FeOH和MgOH的伸縮振動(dòng)，說(shuō)明膨潤(rùn)土層間陽(yáng)離子被有機(jī)基團(tuán)置換后，層狀硅酸鹽的骨架沒(méi)有改變.。在無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土和有機(jī)膨潤(rùn)土中，都有OH伸縮振動(dòng)（在3610cm-1和 3400cm-1附近），但有機(jī)膨潤(rùn)土明顯較無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土弱得多，說(shuō)明有機(jī)膨潤(rùn)土中層間的吸附水基本上已脫去，而晶格中的結(jié)構(gòu)仍然保留。層狀硅酸鹽骨架雖然沒(méi)有變，但4個(gè)吸收峰位置在不同的有機(jī)膨脹土中有較大差異，其偏離量與膨潤(rùn)土和有機(jī)覆蓋劑的結(jié)構(gòu)有關(guān)。由于紅外吸收峰的頻率高低反映出晶格中原子間的成鍵強(qiáng)度，所以可以通過(guò)吸收峰偏離值的大小來(lái)描述膨潤(rùn)土中八面體和Si一O四面體晶格的扭曲程度。因此，偏離值越大，晶格扭曲越嚴(yán)重，黏流性變化越大。

總之，有機(jī)陽(yáng)離子進(jìn)入礦物層間，使得膨潤(rùn)土d（001）層間距增大，增大的程度取決于有機(jī)陽(yáng)離子在層間排列的方式和層電荷密，對(duì)于常見(jiàn)低電荷密度的膨潤(rùn)土（如CEC=9omol/kg），有機(jī)相較多由兩層烷基鏈組成，因此，有機(jī)黏土可以大大提高吸附環(huán)境有機(jī)物的能力。