季铵盐改性有机凹凸棒石的制备与表征研究

凹凸棒石粘土具有一定的阳离子交换容量(CEC),可以与有机季铵盐进行离子交换从而在凹凸棒石表面引入功能基团并改变凹凸棒石的表面性能。本论文考察了有机酸种类对凹凸棒石CEC的影响。然后,利用季铵盐对凹凸棒石进行有机改性。研究发现,凹凸棒石原矿分别经稀硫酸和稀盐酸活化后,其阳离子交换容量均明显增加。硫酸最佳活化浓度为0. 5 mol/L,而盐酸的最佳改性浓度为1 mol/L。     

协同改性凹凸棒石对补强三元乙丙橡胶性能的影响

利用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂协同改性凹凸棒石,研究改性凹凸棒石填充三元乙丙橡胶力学性能的变化规律,借助红外光谱以及交联密度和热分析,探讨改性凹凸棒石对复合橡胶的补强机理.结果表明:当偶联剂总添加量为凹凸棒石质量的4％,其中钛酸酯偶联剂为偶联剂总用量的45％时,填充复合橡胶的力学性能最好,与相同用量硅烷偶联剂改性凹凸棒石填充复合橡胶相比,其扯裂伸长率提高了47.78％,拉伸强度提高了27.87％,与钛酸酯改性凹凸棒石填充复合橡胶相比,其100％和300％变形时的定伸应力分别提高了72.49％和90.07％.交联密度和Fourier红外光谱分析证实:凹凸棒石表面接枝的有机官能团能促使复合橡胶网络交联结构的形成.     

棒状活性二氧化硅补强橡胶

用15%(质量分数,下同)的盐酸处理凹凸棒石制备了棒状活性二氧化硅,用硅烷偶联剂对活性二氧化硅进行了有机改性.用透射电子显微镜、X射线衍射仪和Fourier红外光谱仪分别对凹凸棒石及其酸溶产物、改性后的二氧化硅进行了分析.将得到的改性二氧化硅应用到橡胶补强中,并对橡胶力学性能进行了测试.结果表明:酸处理使凹凸棒表面出现纳米孔结构.有机改性后的活性二氧化硅表面存在硅烷偶联剂,它们之间通过化学键结合.硅烷偶联剂最佳用量为二氧化硅的4%～6%.改性活性二氧化硅与天然橡胶之比为4∶10时,综合补强效果最好,其补强效果优于轻质碳酸钙和直接改性的凹凸棒石.除断裂伸长率外,改性活性二氧化硅的其他补强效果都优于白炭黑,且各项指标均与炭黑相接近,综合比较说明活性二氧化硅具有较好的补强效果.     

壳聚糖碳化改性凹凸棒石对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以壳聚糖为生物质碳源,通过一步水热碳化法对凹凸棒石进行亲有机改性,对改性凹凸棒石进行表征,研究了其对Cr(Ⅵ)的静态和动态吸附性能,对其除Cr(Ⅵ)机制进行了初步探讨.结果表明,改性凹凸棒石表面有丰富的羟基、氨基和羧基等有机官能团,壳聚糖碳化产物成功负载于凹凸棒石表面.在实验的pH值范围内,总铬去除率随pH值增加先增大后减小,pH为1和2时总铬去除率分别为11.7%和80.8%,pH为3时总铬去除率降至10.2%.总铬吸附量随Na~+浓度增加而降低.对总铬的吸附等温线符合Langmuir模型,最大吸附量高达204.1 mg/g.改性凹凸棒石对总铬的动态吸附主要受颗粒内扩散控制,在强酸性条件下(pH=2),去除Cr(Ⅵ)是吸附-还原-再吸附的耦合过程.     

凹凸棒石的改性及其在天然橡胶中的应用

采用乳液共混共凝法制备了凹凸棒石/天然橡胶复合材料(attapulgite/natural robber composites, ANRC),并对ANRC进行了表征.红外光谱分析证实凹凸棒石得到了有机化改性.ANRC的力学性能测试表明:当天然乳胶的含量适宜、改性凹凸棒石的填充量及改性剂的质量分数(下同)为10%时,ANRC的综合性能最好.与未添加填料的纯天然硫化胶相比,ANRC的拉伸强度、撕裂强度和Shore A型硬度分别提高了175.4%,95.9%和104.2%.环境扫描电子显微镜分析结果显示:ANRC结构致密,改性凹凸棒石基本上都呈纳米棒状且较均匀地分布在天然橡胶基体中,与基体结合良好.     

生物质碳源对凹凸棒石有机改性及其吸附性能的影响

以凹凸棒石为原料,分别以木糖,果糖,蔗糖和纤维素为碳源,采用水热法对凹凸棒石进行亲有机改性。采用扫描电镜(SEM),红外光谱(FT-IR)及元素分析对所得样品进行结构表征,比较不同碳源对凹凸棒石有机改性的影响,并研究所得样品对有机污染物苯酚和亚甲基蓝的吸附影响规律。结果表明:以木糖为碳源时,水热产物为微米碳球与凹凸棒石共存;以果糖和蔗糖为碳源时,水热产物为碳微米球与凹凸棒石/碳纳米复合材料共存;以纤维素为碳源时,可获得形貌单一的凹凸棒石/碳纳米复合材料。比较分析所得不同改性凹凸棒石对苯酚和亚甲基蓝的吸附行为发现:以纤维素为碳源所获得的凹凸棒石/碳纳米复合材料对苯酚的吸附脱除效果最好;以木糖为碳源所获得的碳微米球和凹凸棒石共存体对亚甲基蓝的吸附脱除效果最好。无论生物质碳化后以游离碳还是纳米碳形式存在,与未改性凹凸棒石相比,蔗糖为碳源所得改性凹凸棒石对亚甲基蓝的吸附脱除率略有降低,其他糖类碳源所得改性凹凸棒石对苯酚和亚甲基蓝的吸附脱除性能均有所提高。     

凹凸棒石有机化改性研究

考察了酸处理、热处理对凹凸棒石阳离子交换容量的影响,得到20%硫酸预处理的最佳条件,考察了CHP-TAC、DMDAAC以及DMC三种有机改性剂对酸处理后的凹凸棒石改性条件,发现3种有机改性剂最佳添加量分别为1.25CEC CHPTAC,有机率为15.65%,0.50CEC DMDAAC,有机率为4.01%;0.75CEC DMC,有机率为3.2%(CEC=49.08 mmol/100 g),超声波辅助能提高DMC改性效果,但对CHPTAC和DMDAAC有机化改性不利。     

凹凸棒石有机化改性研究

考察了酸处理、热处理对凹凸棒石阳离子交换容量的影响,得到20%硫酸预处理的最佳条件,考察了CHP-TAC、DMDAAC以及DMC三种有机改性剂对酸处理后的凹凸棒石改性条件,发现3种有机改性剂最佳添加量分别为1.25CEC CHPTAC,有机率为15.65%,0.50CEC DMDAAC,有机率为4.01%;0.75CEC DMC,有机率为3.2%(CEC=49.08 mmol/100 g),超声波辅助能提高DMC改性效果,但对CHPTAC和DMDAAC有机化改性不利。     

水热法改性凹凸棒石及其吸附性能的研究

分别以葡萄糖和淀粉为碳前驱体,凹凸棒石为原料,水热法制备有机改性凹凸棒石。通过扫描电镜(SEM)、红外吸收光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)以及吸附性能,考察葡萄糖和淀粉对凹凸棒石的形貌和性能的影响。结果表明,在制备改性凹凸棒石的过程中,碳前驱体对产物形貌和吸附性能有着明显的影响。葡萄糖分子在水热条件下碳化为直径50 nm碳颗粒,均匀负载在凹凸棒石表面,复合材料中含有─CH有机官能团;淀粉碳化为直径40~80 nm的碳球,不均匀的负载在凹凸棒石的表面,且表面含有─CH有机官能团。采用葡萄糖和淀粉为碳源的有机改性凹凸棒石对苯酚的去除率分别为70%和46%,分别是纯凹凸棒石对苯酚去除率的4倍和2.5倍。     

改性凹凸棒石在化工水处理中的研究和应用进展

改性凹凸棒石处理污水成本低,效果好。文章介绍了凹凸棒石的结构特性,总结了凹凸棒石的加热改性、无机物改性、有机物改性和负载改性四种改性方法及其在化工水处理领域中应用研究的现状,展望了改性凹凸棒石在化工水处理中的应用前景。改性凹凸棒石必将得到广泛的应用。     

酸改性对低品位凹凸棒石的白度和组成结构的影响

将低品位凹凸棒石开发作为电焊条药皮辅料,根据电焊条药皮对辅料白度和金属氧化物的要求,系统研究了产自江苏盱眙的低品位凹凸棒石的水洗除杂、酸改性工艺,分析了水洗除杂、酸改性过程中的主要因素对凹凸棒石白度和金属氧化物的影响,获得了适宜的凹凸棒石水洗、酸改性工艺参数.实验结果表明,凹凸棒石经水洗除杂白度提高了17.2％,经酸改性后凹凸棒石白度达72.1,主要氧化物Al2 O3、Fe2 O3、MgO、CaO分别降低了28.5％、39.8％、50.7％和98.3％.并采用了红外(FT-IR)、X射线荧光光谱分析(XRD)、X射线荧光衍射仪(XRF)和扫描电镜(SEM)对改性前后的凹凸棒石组成、结构和外貌进行了表征分析.     

月桂酸钠有机表面改性凹凸棒石

采用化学沉淀法以偏铝酸钠为原料在凹凸棒石(AT)表面包覆氧化铝,然后用月桂酸钠对凹凸棒石进行有机表面改性.采用XRD、FTIR、TG-DTA、活化指数、接触角和分散性实验等对改性样品进行了表征.结果表明,氧化铝和月桂酸钠的适宜用量分别为:m(Al2O3):m(AT)=1.5:10,m(C11H23CONa):m(AT)=1.5:10.XRD表明氧化铝水合物以无定形结构包覆在凹凸棒石表面.FTIR表明月桂酸根以物理吸附的方式附着于凹凸棒石的表面.当m(C11H23COONa):m(AT)≤1.5:10时,随着月桂酸钠用量的增加,凹凸棒石表面吸附月桂酸根的量逐渐增大,所得样品的活化指数和与水的接触角逐渐升高;当m(C17H35COONa):m(AT)≥1.5:10时,月桂酸根已将凹凸棒石表面完全包覆.分散性实验表明,经月桂酸钠表面改性的凹凸棒石由亲水性变成了疏水性.     

凹凸棒石改性方法及其应用现状

介绍了我国凹凸棒石的矿产资源及改性技术的发展状况,叙述了凹凸棒石的各种改性方法,提出了微波改性方法的可行性.概括了国内外的应用和发展状况.     

凹凸棒石改性及其修复重金属污染土壤的研究

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石可以钝化修复重金属污染土壤;改良土壤,调理土壤结构;和其他材料组合包埋,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。     

凹凸棒石改性及其修复重金属污染土壤的研究

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石可以钝化修复重金属污染土壤;改良土壤,调理土壤结构;和其他材料组合包埋,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。     

有机接枝改性凹凸棒石对磷吸附性能的影响

有机接枝可以改善凹凸棒石粉末在吸附中的流失现象,但同时接枝反应也会影响凹凸棒石对磷的吸附效率。为了降低这一影响,对改性凹凸棒石进行接枝试验,研究不同接枝工艺对接枝产物吸附除磷效果的影响。结果表明,当丙烯酰胺、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、碳酸氢钠、改性凹凸棒石的质量分别为0.7、0.04、1、1 g,无水乙醇、5%过硫酸钾和水的用量分别为5、1和7 mL时,有机接枝凹凸棒石吸附剂除磷率能达到92%,是未接枝时的93.8%,吸附容量达到4.6 mg/g。     

凹凸棒石吸附重金属的研究进展

同质多晶、双八面体和三八面体混杂和八面体阳离子同构置换等现象增加了凹凸棒石化学组成和晶体结构的复杂性和多样性.纤维状凹凸棒石具有高孔隙率,大的比表面积,以及表面上的活性位点和阳离子交换的性质,这些使得它们能够有效地吸附重金属污染物,近年来已广泛用于治理环境中的重金属污染.原生凹凸棒石对重金属吸附效果不够理想,因此凹凸棒石经常被改性以解离晶束,增大表面积和孔隙率,引入吸附活性基团以增加吸附活性.常规的改性方法有高温煅烧、酸化改性、碱化改性、和无机复合改性.相对于常规改性吸附剂,磁性材料复合、电吸附、毫米级多孔微球和三维网状过滤膜改性能够提高吸附剂的回收利用率,是未来凹凸棒石吸附剂的发展方向.     

凹凸棒石/γ-Fe_2O_3/C纳米材料的制备与表征

以凹凸棒石黏土和废活性白土为原料,通过铁盐水解法、有机质热裂解炭化和对气氛的控制,在凹凸棒石表面负载γ-Fe2O3和炭(carbon,C),制备凹凸棒石/γ-Fe2O3/C纳米复合材料.通过磁化率、红外吸收光谱、透射电镜、X射线衍射等对样品进行了研究.结果表明:凹凸棒石/γ-Fe2O3/C纳米复合材料具有良好的磁性能,γ-Fe2O3颗粒较好地负载到了凹凸棒石晶体的表面,颗粒直径为10～60nm;炭以无定形的形态负载在凹凸棒石晶体表面和晶体之间,复合材料中的含炭率为7.4%(质量分数),且复合材料中出现了C-H和C=O官能团;复合材料对有机污染物的亲和性明显高于凹凸棒石的,实现了黏土矿物吸附剂亲有机物和强磁性改性.     

凹凸棒石烟气脱汞吸附剂的研究进展

吸附剂喷射法是目前脱除燃煤烟气中单质汞(Hg~0)的有效方法之一,其关键问题是吸附剂。凹凸棒石不仅结构独特、性能优越、价廉易得、不污染环境,而且经过适当的改性处理后表现出良好的脱汞性能,具有工业应用前景。本文介绍了凹凸棒石的吸附特性及其在燃煤烟气汞脱除中的应用进展。总结了天然凹凸棒石和改性凹凸棒石吸附剂的汞脱除效果以及采用的改性剂和改性方法,分析了此类吸附剂的脱汞机理,同时还讨论了烟气组分、吸附反应温度和吸附剂用量对吸附剂脱汞性能的影响,最后指出在下一步研究中应进一步开发性能更优、更具稳定性的有机无机复合改性吸附剂,同时更加深入地分析其脱汞机理,争取早日实现工业应用。     

凹凸棒石改性方法及研究进展

凹凸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。