膨潤(rùn)土的置換作用

時(shí)間：2014-05-21 10:06:33

作者：世邦機(jī)器

置換作用非離子型有機(jī)化合物，如醇類，與蒙脫石反應(yīng)時(shí)，可置換蒙脫石中可交換陽離子的配位水，形成蒙脫石-醇類配合物。

R.H.Dowby和M.M.Mortland（1967）采用紅外光譜分析研究了蒙脫石與乙醇的反應(yīng)，表明乙醇可以取代Ca2+、Cu2+和Al3+等可交換陽離子前列水化殼中的水成為這些陽離子的配位殼。膨潤(rùn)土加工設(shè)備有很多種，比如膨潤(rùn)土磨粉機(jī)，膨潤(rùn)土粉碎機(jī)等。由“一般需要加熱至600K才能脫去蒙脫石可交換陽離子的配位水”可見，乙醇對(duì)蒙脫石中可交換陽離子配位水的置換作用可能緣于它對(duì)水的強(qiáng)吸附力。

隨后，多人發(fā)現(xiàn)二元醇與一元醇具有類似作用，其區(qū)別在于蒙脫石-醇配合物的層間距d（001）隨碳原子的個(gè)數(shù)增加而增大。據(jù)報(bào)道，每增加一個(gè)碳原子，d（001）增加值分別為0.248nm、0.192nm和0.157nm,這與醇分子在層間是以單層或雙層、平行或斜交，抑或Zag-Zig型正交于蒙脫石表面相關(guān)。

Tsutomu Sato等（1992）通過XRD結(jié)果對(duì)蒙脫石-醇配合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，認(rèn)為醇-蒙脫石的層間距與層電荷、層間醇分子的排列層數(shù)和方式有關(guān)，銨-蒙脫石與甲醇和乙醇形成雙層配合物[d（001）為1.7nm],其它脂肪醇的烷基鏈平行于蒙脫石層形成單層配合物[d（001）為1.35～1.40nm]。而丙三醇、乙二醇引起蒙脫石層間距的變化則受蒙脫石結(jié)構(gòu)中的四面體和（或）八面體產(chǎn)生的層電荷所制約。

由紅外光譜分析結(jié)果，一般認(rèn)為蒙脫石-醇配合物中存在粒子間醇分子（外表面吸附）氫鍵、層間醇分子間的氫鍵、醇分子與蒙脫石層間陽離子的偶極-陽離子鍵，并有與表面氧形成氫鍵的傾向，說明蒙脫石與醇類有機(jī)物的反應(yīng)復(fù)雜。

C.Breen等（1993）研究了再18～105℃之間，不同質(zhì)量和不同粒級(jí)的鋁基蒙脫石、Cr3+-蒙脫石和鐵基蒙脫石對(duì)甲醇、異丙醇和異戊醇的吸附作用，發(fā)現(xiàn)不同蒙脫石對(duì)醇類有機(jī)物的吸附率與樣品粒度和層間陽離子種類有關(guān)，吸附率依次為：甲醇≥異丙醇＞異戊醇，F(xiàn)e3+-蒙脫石＜Cr3+-蒙脫石＜Al3+-蒙脫石，而與反應(yīng)溫度無相關(guān)性。