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膨润土的置换作用

时间:2014-05-21 10:06:33

作者:世邦机器

置换作用 非离子型有机化合物,如醇类,与蒙脱石反应时,可置换蒙脱石中可交换阳离子的配位水,形成蒙脱石-醇类配合物。

R.H.Dowby和M.M.Mortland(1967)采用红外光谱分析研究了蒙脱石与乙醇的反应,表明乙醇可以取代Ca2+、Cu2+和Al3+等可交换阳离子前列水化壳中的水成为这些阳离子的配位壳。膨润土加工设备有很多种,比如膨润土磨粉机膨润土粉碎机等。由“一般需要加热至600K才能脱去蒙脱石可交换阳离子的配位水”可见,乙醇对蒙脱石中可交换阳离子配位水的置换作用可能缘于它对水的强吸附力。

随后,多人发现二元醇与一元醇具有类似作用,其区别在于蒙脱石-醇配合物的层间距d(001)随碳原子的个数增加而增大。据报道,每增加一个碳原子,d(001)增加值分别为0.248nm、0.192nm和0.157nm,这与醇分子在层间是以单层或双层、平行或斜交,抑或Zag-Zig型正交于蒙脱石表面相关。

Tsutomu Sato等(1992)通过XRD结果对蒙脱石-醇配合物的结构进行了研究,认为醇-蒙脱石的层间距与层电荷、层间醇分子的排列层数和方式有关,铵-蒙脱石与甲醇和乙醇形成双层配合物[d(001)为1.7nm],其它脂肪醇的烷基链平行于蒙脱石层形成单层配合物[d(001)为1.35~1.40nm]。而丙三醇、乙二醇引起蒙脱石层间距的变化则受蒙脱石结构中的四面体和(或)八面体产生的层电荷所制约。

由红外光谱分析结果,一般认为蒙脱石-醇配合物中存在粒子间醇分子(外表面吸附)氢键、层间醇分子间的氢键、醇分子与蒙脱石层间阳离子的偶极-阳离子键,并有与表面氧形成氢键的倾向,说明蒙脱石与醇类有机物的反应复杂。

C.Breen等(1993)研究了再18~105℃之间,不同质量和不同粒级的铝基蒙脱石、Cr3+-蒙脱石和铁基蒙脱石对甲醇、异丙醇和异戊醇的吸附作用,发现不同蒙脱石对醇类有机物的吸附率与样品粒度和层间阳离子种类有关,吸附率依次为:甲醇≥异丙醇>异戊醇,Fe3+-蒙脱石<Cr3+-蒙脱石<Al3+-蒙脱石,而与反应温度无相关性。

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