膨潤土的氫鍵機(jī)制

時(shí)間：2014-05-21 10:06:33

作者：世邦機(jī)器

氫鍵機(jī)制目前研究者多認(rèn)為，之所以層間含有高價(jià)態(tài)金屬陽離子的蒙脫石對有機(jī)分子具有更強(qiáng)的吸附能力，主要是因?yàn)楦邇r(jià)態(tài)陽離子具有更強(qiáng)的內(nèi)層配位能力，能和周圍更多的水分子結(jié)合，而水分子的―OH基團(tuán)可通過氫鍵與有機(jī)分子相互作用，從而吸附更多的有機(jī)分子。膨潤土生產(chǎn)設(shè)備有很多種，膨潤土雷蒙磨就是其中的一種。蒙脫石層間與金屬陽離子配位的水分子和苯酚分子之間有氫鍵作用。Ukrainc-zyk和Smith通過對蒙脫石吸附吡啶的NRM研究，有力地證明了吸附過程中的氫鍵作用機(jī)制。

張僉等（2001）對含Na+、Ca2+、Cu2+、Al3+和Cr3+的蒙脫石進(jìn)行X射線衍射分析，底面反射d （001）面網(wǎng)間距的值，依次為1.3065nm、1.5019nm、1. 533lnm、1.560nm、1.6598nm，即這幾種蒙脫石的層間距由小到大的順序?yàn)椋?/p>

鈉基蒙脫石〈鈣基蒙脫石〈銅基蒙脫石〈鋁基蒙脫石〈鉻基蒙脫石

這與它們吸附苯酚的能力由小到大的順序一致。較大的層間距有利于苯酚分子進(jìn)入蒙脫石層間，進(jìn)入蒙脫石層同的苯酚分子既可和金屬陽離子周圍的水分子形成氫鍵被吸附，也可直接通過物理靜電吸附被固定在蒙脫石的層間。選擇的5類蒙脫石層間金屬離子的電價(jià)高低為：

Na+〈Ca2+=Cu2+〈Al3+Cr3+

而它們的離子半徑大小則為：

Na+〉Ca2+〉Cu2+〉A(chǔ)l3+〉Cr3+

這5種離子進(jìn)入蒙脫石層間由難到易的順序?yàn)椋?/p>

Na+〉Ca2+〉Cu2+〉A(chǔ)l3+〉Cr3+

即Cr3+較容易進(jìn)入蒙脫石層間。假設(shè)吸附到蒙脫石中的金屬陽離子都位于層間，那么，實(shí)驗(yàn)中采用的Ca2+-蒙脫石、Cu2+-蒙脫石、Al3+-蒙脫石、Cr3+-蒙脫石中的層間含有的Ca2+、Cu2+、Al3+、Cr3+物質(zhì)的量的比約為0.89：2.54：3.39：3.87。同時(shí)，由于高價(jià)陽離子更強(qiáng)的內(nèi)層配位能力，它們能夠和更多的水配位。這5種蒙脫石中吸附水量由少到多的順序?yàn)椋?/p>

Na+-蒙脫石〈蒙脫石〈 Cu2+-蒙脫石〈 Al3+-蒙脫石〈Cr3+-蒙脫石

這與鄭紅等（ 2001）對類型蒙脫石中吸附水的含量測試結(jié)果一致（富含Na+、Ca2+、Al3+、Cr3+的蒙脫石中吸附水的含量分別為7.23%、7.80%、10.89%.、11.54%）表明高價(jià)態(tài)的陽離子周圍環(huán)繞著更多的水分子，這些水分子可和苯酚分子形成氫鍵從面吸附更大量的苯酚。