有機陽離子進入礦物層間對膨潤土有什么影響

時間：2014-05-21 10:06:33

作者：世邦機器

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

季銨陽離子引入膨潤土層間對膨潤土的形貌不產(chǎn)生影響，因為鈉基膨潤土和有機膨潤土都呈現(xiàn)團聚狀態(tài)，但鈉基膨潤土粒子緊密，有機膨潤土比較疏松，這反映出無機膨潤土的親水性，其在空氣中易吸潮而抱團麒。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。相反，有機膨潤土憎水，不吸潮則松散。陳德芳等認為有機陽離子在膨潤土層間的排列為雙層排列。有機陽離子被吸附在膨潤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。有機離子與上下層面的夾角θ及鏈長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離子在晶層中的排列方式。

對照無機膨潤土和有機膨潤土兩個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，說明膨潤土層間陽離子被有機基團置換后，層狀硅酸鹽的骨架沒有改變.。在無機膨潤土和有機膨潤土中，都有OH伸縮振動（在3610cm-1和 3400cm-1附近），但有機膨潤土明顯較無機膨潤土弱得多，說明有機膨潤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有變，但4個吸收峰位置在不同的有機膨脹土中有較大差異，其偏離量與膨潤土和有機覆蓋劑的結(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度，所以可以通過吸收峰偏離值的大小來描述膨潤土中八面體和Si一O四面體晶格的扭曲程度。因此，偏離值越大，晶格扭曲越嚴重，黏流性變化越大。

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