有机改性凹凸棒石及其应用研究进展

凹凸棒石作为一种天然一维纳米材料,具有独特结构、性质和广泛用途.本文简述了凹凸棒石的分布、组成和晶体结构,归纳了凹凸棒石的有机改性方法和有机改性凹凸棒石的应用,并对存在的问题进行了分析和总结,最后指出今后的研究方向.     

有机改性凹凸棒石吸附痕量硝基苯的试验研究

研究了用聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）改性凹凸棒石对微污染水中痕量硝基苯的吸附性能、影响因素及其再生后吸附效果。结果表明：PDMDAAC改性凹凸棒石对微污染水中痕量苯酚具有较强的吸附能力,在PH=8、硝基苯浓度为50μg／L、投加量为5g／L、吸附时间30min的条件下,吸附去除率达73％;改性后的凹凸棒石可用碱进行再生,再生后对硝基苯的吸附能力没有明显下降;改性凹凸棒石的等温静态吸附曲线呈线性关系。     

超临界干燥法制备TiO2/凹凸棒复合光催化剂

以凹凸棒为载体,四氯化钛为钛源,通过溶胶-凝胶法结合超临界干燥法制备TiO₂/凹凸棒复合光催化材料。采用XRD、SEM、TEM、BET、XPS等方法对材料的结构、形貌及催化性能进行表征。研究结果表明：超临界干燥可增大复合材料的比表面积,抑制TiO₂发生晶型转变。凹凸棒吸附特性良好,增加了材料表面的活性位点,显著提高催化剂的光催化活性。不同煅烧温度下的TiO₂均为锐钛矿型,粒径约为20 nm,呈不规则短棒状,成功负载于凹凸棒上。在400℃煅烧2 h条件下,催化剂3 h后对亚甲基蓝的降解率可达98.4%。     

sol-gel法制备CeO2-TiO2/凹凸棒石复合材料的催化性能

以凹凸棒石(ATP)为载体,Ce(NO₃)₃·6H₂O和Ti(OBu)₄为原料,冰醋酸为抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备CeO₂-TiO₂/ATP纳米复合材料。利用TG-DSC、TEM、XRD和N₂吸附/脱附仪对复合材料进行表征,考察铈钛摩尔比对所制备样品催化降解罗丹明B溶液性能的影响。结果表明,当Ce/Ti≥5/5时,具有立方萤石结构的氧化物颗粒以固溶体形式均匀分布在ATP表面,颗粒尺寸约5~10 nm;随Ti⁴⁺的进一步增加,样品中的CeO₂结晶不完全;当Ce/Ti<3/7时,样品中出现锐钛矿型TiO₂的分离相。适量的Ti⁴⁺掺杂能促进CeO₂产生较多的结构缺陷,有利于增加晶格氧空位的浓度,提高样品的催化活性。对罗丹明B的催化降解实验表明,当Ce/Ti=5/5时,样品的催化性能较好,对罗丹明B溶液的化学需氧量(COD)去除率可达96%以上。     

ZnO-CuO/ATP催化氧化降解印染废水

采用浸渍法和化学沉淀法,以凹凸棒石(ATP)为原料,制备了ZnO-CuO/ATP纳米复合材料,并利用该复合材料对酸性嫩黄G染料模拟废水进行催化氧化处理.考察了ZnO和CuO负载量、复合材料用量、臭氧流量、反应时间以及pH值等因素对印染废水色度去除率的影响.结果表明:当ZnO含量为50％,复合材料用量为1.5 g/L、O3流量为40 L/min、pH值为4.6时,催化反应3h后,酸性嫩黄G的色度去除率可达99.24％.     

凹凸棒石粘土的改性方法研究现状

凹凸棒石独特的纤维状或棒状晶体形态和层链状晶体结构使其具有很大的比表面积,因而具有特殊的物理化学性质,主要包括吸附性、离子交换、流变性、催化性和可塑性等.但天然凹凸棒石粘土由于产地和组成不同而含有较多的杂质,严重影响凹凸棒石粘土的良好性能.经研究发现用提纯的方法对凹凸棒石改性可以除去其通道中的杂质,增加其比表面积,从而提高了吸附和离子交换性能;用热活化、酸化、碱化、有机改性、无机改性、混合法对原凹凸棒石进行改性可以使其疏松多孔,比表面积增加,吸附性能也随之提高,因而对其改性有较高的社会效益和经济效益.     

天然青海湖水浸泡凹凸棒石对胶体性能的影响

利用天然青海湖水浸泡凹凸棒石黏土,考察了浸泡时间对其胶体性能的影响.红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和Zeta电位分析以及胶体性能测试结果表明,湖水浸泡未改变凹凸棒石的晶体结构和棒晶形态,湖水中的金属离子与凹凸棒石棒晶表面的离子发生了交换反应.浸泡90 d后凹凸棒石的表面电荷增加,浸泡180 d后样品旋转黏度从1188 mPa·s提高到2376 mPa·s,胶体稳定性也最好.     

季铵盐改性凹凸棒土及处理含油废水

以季铵盐为改性剂,对凹凸棒土进行改性反应。考察了改性温度、改性时间、改性剂的用量对改性凹凸棒土去除含油废水COD的影响,确定了适宜的工艺条件。结果表明,当改性温度为80℃,改性时间为90min,改性剂的用量为6%时,改性凹凸棒土除油效果最高,COD去除率可达98.40%;季铵盐表面活性剂相对分子量越大,有机改性凹凸棒土的除油能力越大。并且通过TG-DTA、FTIR对改性凹凸棒土进行了表征。     

改性凹凸棒土对钾、钙、镁离子交换作用的研究

以江苏盱眙凹凸棒土为原料,分别采用煅烧、酸洗、碱洗、氯铵洗和碳铵洗的方法对其进行改性,考察改性凹凸棒土分别对钾、钙、镁三种离子的离子交换效果。在低浓度水溶液（0．05mol／L）中,以铵盐溶液处理过的凹凸棒土对钾、钙、镁三种离子的交换吸附顺序为K^＋〉Ca^2＋〉Mg^2＋。实验结果表明,改性凹凸棒土对钾、钙、镁离子的交换吸附能力,应用于海水中提取钾盐应具有较好的前景。     

纳米SiO2包覆改性凹土填充聚丙烯的研究

用纳米SiO2包覆凹凸棒石粘土(简称凹土)填充聚丙烯(PP),经表面处理的凹凸土粒子既具备微米粉体的结构和性质,又具有纳米微粒的优异特性。实验结果表明:填充试样的力学性能有所改善,并优于有机化表面处理的填充试样。经处理过的凹土在PP中的填充量也增加了,具有一定的经济价值。