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蒙脱石具良好的阳离子可交换吸附特性。在提纯蒙脱石的基础上,用氯化铵(NH_4Cl)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分别交换蒙脱石层间阳离子制备了改性蒙脱石,并用提纯蒙脱石、改性后的蒙脱石吸附碱式硫酸铬溶液中的铬离子,获得含铬蒙脱石样品。针对上述的含铬蒙脱石进行包括粉末X射线衍射术(XRD)、电子顺磁共振谱术(EPR)和傅里叶变换红外吸收光谱术(FTIR)以及电感耦合与等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等测试和分析。吸附残余液的化学分析结果和含铬蒙脱石样品的XRD结果显示CTAB对蒙脱石的层间的封闭是较完全的,层间几乎未发生交换吸附;而NH_4~+—蒙脱石和蒙脱石层间则发生交换吸附。吸附前后样品的红外吸收谱发生了较大变化,表明三个含铬样品的红外吸收谱上出现的硅醇和铝醇向低波数延展的现象是由铬离子吸附在蒙脱石结构片的六方孔中所致。EPR的结果指示甚至在蒙脱石的少量四面体和/(或)八面体位中也有Cr~(3+)占位。 相似文献
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膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土类矿物。确定膨润土的属型,实质上是依据蒙脱石晶层间吸附阳离子的种类及其丰度。 (一) 蒙脱石吸附阳离子的主要原因 1.蒙脱石是属于一种2:1层状结构,即由二个硅氧四面体片夹一个铝氧八面体片构成的层状体。蒙脱石因四面体中Al~(3+)置换Si~(4+)和八面体中Mg~(2+)置换Al~(3+),使蒙脱石晶层间产生永久性负电荷,为了保持晶格电荷平衡,因而晶层间具有吸附阳离子和交换性阳离子的性能。 相似文献
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环境污染物在蒙脱石层间域中的环境化学行为 总被引：1，自引：0，他引：1
天然蒙脱石层间阳离子通常是Ｃａ2 +,Ｎａ+,可以通过离子交换法制备各种阳离子交换蒙脱石。这些不同阳离子对蒙脱石层间域的环境化学行为有着不同的影响。金属阳离子与粘土矿物间的相互作用除了离子交换外 ,粘土的专性吸附作用有时也是非常重要的。目前 ,粘土矿物对重金属离子的专性吸附可概括为 4种机理 :(1)重金属离子与粘土矿物表面或断键基团质子的交换吸附 ;(2 )重金属离子进入粘土矿物硅氧四面体片的复三方空位或八面体片晶格缺陷中 ;(3)以金属络合物形式的专性吸附 ;(4)以金属氧化物或其它不溶性盐类沉淀形式。天然粘土矿物存在着大… 相似文献
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研究了钠基蒙脱石吸附Ni^2+后以及产物经过500℃热处理后的结构变化,采用了X射线荧光光谱术(XRF)、粉末X射线衍射术(XRD)、电子顺磁共振谱术(ESR)、傅里叶变换红外吸收光谱术(FTIR)以及拓展X射线吸收精细结构谱术(EXAFS)等分析手段测试了固体产物的特征,并利用电感耦合等离子体原子发射光谱术(ICP-AES)分析了吸附残余液的化学组成。吸附残余液的化学分析结果表明,溶液中Ni^2+的量显著降低,同时又检测到一定量的Na^+、Mg^2+等离子,且XRD结果也证实蒙脱石层间域发生Ni^2+的交换吸附。EXAFS和ESR的结果进一步表明吸附反应后Ni^2+以[Ni(H2O)6]^2+的形式存在于蒙脱石的层间域,样品经过500℃加热后产物的XRD和FTIR结果均显示出现类滑石相产物。 相似文献
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利用阳离子交换实验方法,将天然蛭石转化为羟基Al3+型蛭石,通过X射线衍射、差热分析,研究铝离子在蛭石层间域中的赋存状态.结果显示,Al3+交换蛭石中的层间铝不能用KCl溶液将其提取出来,但可用柠檬酸钠溶液可以将其提取出来,是一种非交换性的聚合羟基铝.Al3+的离子电势虽然很高,但Al3+交换蛭石的脱水温度却低于蛭石原矿.表明Al3+进入蛭石层间域后发生水解反应,生成Al(OH)2+和Al(OH)2+从而降低了Al3+的有效离子电势,使其脱水温度降低.Al3+进入蛭石层间域后发生水解反应,其可能的水解反应式为[Al(OH2)6]3+〈=〉[Al(OH)x(OH2)6-x]3-x+xH+,其中x＜3. 相似文献
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在pH=4,t=23℃和微量浓度条件下,不改变离子浓度,通过增加吸附液体积进而增加体系中重金属离子含量的方法进行了蒙脱石、伊利石、高岭石对Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cr3+等重金属离子吸附容量的实验研究,结果表明,3种矿物吸附容量大小顺序为蒙脱石>伊利石>高岭石,与其阳离子交换容量密切相关.Cu-蒙脱石和Cr-蒙脱石的X射线衍射结果表明,Cu2+、Cr3+通过离子交换作用进入了蒙脱石的层间.同一矿物对不同重金属离子也有不同的吸附容量蒙脱石Cr3+>Cu2+>Zn2+>Cd2+>Pb2+;高岭石Cr3+>Pb2+>Zn2+>Cu2+>Cd2+;伊利石Cr3+>Zn2+>Cd2+>Cu2+>Pb2+. 相似文献
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富含Na+ 、Ca2+、Al3+、Cr3+蒙脱石对垃圾渗滤液中有机物的吸附 总被引：5，自引：2，他引：5
由于层间含有高价态金属阳离子的蒙脱石对特定有机物的吸附能力可大大增强,故分别用层间含有Na+、Ca2+、Al3+和Cr3+的蒙脱石对垃圾渗滤液中的有机物进行吸附实验,研究它们吸附苯酚、二甲苯和COD的能力及离子形态对吸附效果的影响.结果表明,含高价金属阳离子的蒙脱石对苯酚和COD的吸附能力较高,吸附能力由小到大的顺序为Na+<Ca2+<Al3+<Cr3+蒙脱石;各种类型蒙脱石对二甲苯的吸附能力相对较低,并且没有一定的规律可循.并对氢键吸附机制进行了探讨. 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
膨润土是以蒙脱石为主要矿物的"万能"黏土,蒙脱石属2:1型八面体矿物,其结构单元层由两层[Si O4]四面体片夹一层[Al O6]八面体片组成。由于层间作用较弱,易于剥离分散。目前合成介孔分子筛MCM-41一般采用有机表明活性剂和硅源来制备。但以有机硅源为原料,不仅成本高而且毒性大,还会限制介孔分子筛的应用推广。新疆膨润土矿产资源丰富、储量大、品质优,更以非常优质的钠基膨润土而得到专家学者的广泛关注。Cr(Ⅵ)作为一种重金属离子,广泛应用在涂料、纺织、电镀和冶金等行业产生的废水中,有效去除废水中污染物的此类重金属一直是环境保护领域关注的热点问题之一。本文以新疆膨润土为原料,采用水热法合成MCM-41、Fe-MCM-41。用于污染水体中重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附,系统地研究了介孔分子筛MCM-41、Fe-MCM-41的吸附行为,并对Fe-MCM-41和MCM-41的性质进行了对比研究。采用XRD、TEM、BET、Zeta电位对样品进行了表征。将介孔分子筛MCM-41、Fe-MCM-41应用于水中Cr(Ⅵ)离子的吸附,研究了吸附剂用量、初始浓度、p H对分子筛吸附性能的影响,结果表明,增加吸附剂用量,控制体系p H值及初始浓度的变化有利于Cr(Ⅵ)离子的吸附。 相似文献
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采用不同CEC浓度的CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)预先改性蒙脱石,然后再加入羟基铝离子柱撑液合成CTAB-Al-Mt复合物并利用X射线衍射分析?热重?化学分析及红外光谱分析,研究合成产物的层间结构特性,结果显示:CTAB在粘土中的加载量明显决定着CTAB-Al-Mt的层间距,铝含量。此外,在羟基铝阳离子进入粘土层间的过程中,部分层间的CTAB被置换了出来,从而引起Si(Al)—O,Si—O—Al和(M—O)Td伸缩振动波数的漂移。随着吸附水含量的减少,H—O—H弯曲振动(2ν)向高波数飘移,而O—H伸缩振动(ν1和ν3)向低波数漂移,这是由于H2O分子中的氢键较少所致。 相似文献
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本文利用矿物物理研究方法对我国内蒙、浙江、甘肃等地的钙基、钠基、镁基蒙脱石的物质成分、晶体结构和层间OH,H_2O的排布结构进行了研究,并获得下列结论: 1.由X衍射和拉曼分子光谱分析深入研究了蒙脱石阳离子配位体结构特征,提出其空间群为C_(2/m) 型。 2.建立了蒙脱石水结构模式,有3种主要类型:①层间大阳离子附近的束缚态水分子;②层间无大阳离子位置上的非束缚态水分子;③颗粒表面依靠氢键相连的水分子集合体。 3.利用群理沦,提出了蒙脱石OH～-的振动模式,由振动分析指出蒙脱石中OH～-具有12个振动模式。 相似文献
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Hongmei Liu Dong Liu Peng Yuan Daoyong Tan Jingong Cai Hongping He Jianxi Zhu Zhiguang Song 《Physics and Chemistry of Minerals》2013,40(6):479-489
The effects of heating and cation exchange on the solid acidity of montmorillonite were investigated using n-butylamine titration in non-aqueous system and diffuse reflectance Fourier transform infrared spectroscopy. The number of total, Brønsted, and Lewis acid sites showed the same modulation tendency with increasing heating temperature, reaching a maximum at 120 °C and subsequently decreasing until it reaches a minimum at 600 °C. The Lewis acid sites result from unsaturated Al3+ cations, and their number increased with the heating temperature due to the dehydration and dehydroxylation of montmorillonite. The generation and evolution of Brønsted acidity were mainly related to interlayer-polarized water molecules. Water adsorbed on the unsaturated Al3+ ions also acted as a Brønsted acid. The acid strength of the Brønsted acid sites was dependent on the polarization ability of the exchangeable cation, the amount of interlayer water, and the degree of dissociation of the interlayer water coordinated to exchangeable cations. All cation-exchanged montmorillonites exhibited different numbers of acid sites and various distributions of acid strength. Brønsted acidity was predominant in Al3+-exchanged montmorillonite, whereas the Na+- and K+-exchanged montmorillonites showed predominantly Lewis acidity. Moreover, Mg2+- and Li+-exchanged montmorillonites exhibited approximately equal numbers of Brønsted and Lewis acid sites. The Brønsted acidity of cation-exchanged montmorillonite was positively correlated with the charge-to-radius ratios of the cations, whereas the Lewis acidity was highly dependent on the electronegativity of the cations. The acid strengths of Al3+- and Mg2+-exchanged montmorillonites were remarkably higher than those of monovalent cation-exchanged montmorillonites, showing the highest acid strength (H 0 ≤ ?3.0). Li+- and Na+-exchanged montmorillonites exhibited an acid strength distribution of ?3.0 < H 0 ≤ 4.8, with the acid strength ranging primarily from 1.5 to 3.3 in Li+-exchanged montmorillonite, whereas only weaker-strength acid sites (1.5 < H 0 ≤ 4.8) were present in K+-exchanged montmorillonite. The results of the catalysis experiments indicated that montmorillonite promoted the thermal decomposition of the model organic. The catalytic activity showed a positive correlation with the solid acidity of montmorillonite and was affected by cation exchange, which occurs naturally in geological processes. 相似文献
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氧化铬柱支撑蒙脱石的制备研究 总被引：4，自引：1，他引：3
以浙江和新疆的膨润土为原料合成了氧化铝柱支撑蒙脱石,成柱溶液以Na2CO3为碱水解铝盐溶液制得。因为制备含有大聚羟基铬阳离子的成柱溶液是获得具有大的基面间距的柱支撑粘土的关键,我们详细研究了CO32-／Cr3＋值、水解温度和水解时间对所得柱支撑蒙脱石性质的影响。聚羟基铬阳离子通过阳离子交换引入蒙脱石,所得产物用X射线衍射分析和BET氮比表面等方法研究。所得氧化铝柱支撑蒙脱石（简称Cr－mont）的基面间距为2．55nm,BET氮比表面积为190～230m2／g。 相似文献
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以天然钙蒙脱土为研究对象,采用不同浓度的离子固化剂对其进行改性处理,开展素土与改性蒙脱土在相对湿度（P/P0）0～0.95区间的水汽等温吸-脱附试验,通过吸附速率曲线、晶层间距d001值变化曲线分析蒙脱土水合机制,并采用蒙脱土孔隙比变化曲线关联分析水合-孔隙演化规律,提出不同尺度孔隙吸附水的界限相对湿度区间。在此基础上,基于X射线衍射(XRD)、氮气吸附以及压汞试验对离子固化剂改性蒙脱土水合过程的孔隙分布特征进行验证分析。试验结果表明：对于钙蒙脱土,00.8～0.9时,黏土颗粒表面持续吸附弱结合水,此时大孔内逐渐充填水分。离子固化剂通过改变蒙脱土的微观物理化学性质（阳离子与晶层基面）调控其吸附水特性,进而影响不同尺度孔隙的吸附水过程。 相似文献
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In order to determine whether Li+ cations penetrate into the octahedral layers of montmorillonites upon mild heating (Hofmann-Klemen effect) 57Fe Mössbauer spectra of Na+ and Li+ exchanged montmorillonite were obtained before and after treatment at 220 ° C. The 57Fe nucleus was used as a remote probe to detect electronic perturbations which would occur if a Li cation was to move into the octahedral layer from the interlayer after heating. The ambient Mössbauer spectra showed that a high charge density interlayer cation such as Li+ is effective in reducing the phonon energy of VIFe2+. In addition the EFG at octahedral sites can be significantly modified by interlayer cations as evidenced by the larger quadrupole splitting value measured for the Li+-exchanged sample with respect to the Na+-sample. Interlayer collapse and migration of exchange cations into the montmorillonite lattice after heating to 220 ° C resulted in the oxidation of the VIFe2+ and a decrease in site distortion for IVFe3+. Similar spectral parameters for the Fe3+ resonances of both Na+ — and Li+-heated samples suggested the interlayer cations do not penetrate as far as the octahedral layers. In order to utilize the enhanced sensitivity of VIFe2+ Δ values to changes in EFG the Fe3+ in the heated montmorillonites was reduced to Fe2+ with hydrazine. Similar spectral parameters for both the Na+ — and Li+-exchanged montmorillonite were observed giving further evidence that Li cations do not migrate into vacant octahedral sites. 相似文献
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柱撑蒙脱石吸附水中硫酸根离子的实验研究 总被引：18，自引：1，他引：18
在实验条件下，制备了两种柱撑蒙脱石，用X射线衍射分析和BET N2比表面积分析对其进行了表征，并对水中的硫酸根离子进行了吸附试验，通过正交实验研究了柱撑蒙脱石对水中硫酸根离子的吸附率、吸附容量及其与硫酸根离子初始浓度、PH值、吸附时间等因素间的关系，确定了它们吸附硫酸根离子的适宜条件，并与钠蒙脱石对水中硫酸根离子的吸附情况进行了对比。在此基础上初步探讨了吸附的机理，认为A13及Al2O3柱撑蒙脱石具有很强的吸附硫酸根离子的能力，在pH分别为4和5时硫酸根离子去除效果最好。 相似文献
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《矿物学报》2013,(Z1)
In nature, iron cations in magnetite are usually isomorphically substituted by divalent (Co, Ni, Zn, Cu, Mn, etc.), trivalent (Al, V, Cr, etc.) and tetravalent (Ti) cations while maintaining the spinel structure. Some of the substituting cations, e.g. Cr3+, V3+ and Mn2+, improve the catalytic activity of magnetite in heterogeneous Fenton reaction through the enhancement of hydroxyl radical OH production and the pollutant adsorption. 相似文献
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已有研究表明影响有机蒙脱石性能的因素很多,除了有机改性剂的特性外,蒙脱石的晶体化学特征也是不容忽视的因素。为了探讨烷基链链数和阳离子交换容量与有机蒙脱石性能之间的关系,本文选择3种不同阳离子交换容量的蒙脱石为主体,4种季铵盐阳离子改性剂十八烷基三甲基溴化铵(S18)、双-十八烷基二甲基溴化铵(D18)、十二烷基三甲基溴化铵(S12)和双-十二烷基二甲基溴化铵(D12)为客体,在不同添加量条件下(0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0CEC)制备了多个系列的有机蒙脱石,并用XRD、TG-DTG等手段对产物进行表征。实验结果表明,阳离子交换容量与层间柱撑高度之间不存在明显的相关性,但对表面活性剂在蒙脱石上的吸附量有显著的影响,吸附量随着阳离子交换容量的增加而增加。双链表面活性剂对蒙脱石层的撑开能力比单链更强,在层间具有更复杂的自组装过程,导致其热分解过程更为复杂。 相似文献