颗粒黏土矿物材料在重金属废水处理中的应用

对颗粒状黏土矿物作为吸附剂在重金属废水中的应用进行了综述,指出了颗粒状黏土矿物在实际应用中存在的问题,提出了解决方法,并展望其应用前景,认为颗粒状黏土矿物吸附材料将是取代传统废水处理材料的一个理想选择,必将得到广泛的应用。     

粘土矿物负载型复合催化剂的研究进展

利用粘土矿物的结构和物理化学特性负载纳米颗粒以制备高性能的功能矿物材料,是目前材料科学、矿物加工、化学工程等多学科交叉的研究前沿。粘土矿物大的比表面积、丰富的孔道结构和优越的离子交换性能为其用于矿物型复合催化材料提供了充分的保证。综述了国内外粘土矿物负载型复合催化剂的最新进展,整理分析了凹凸棒石、高岭土、蒙脱石、海泡石、硅藻土、沸石等多种复合催化剂的制备方法、应用方向及性能评价,并结合目前存在的一些问题提出见解,为深入研究提供了一定的思路。     

Layered Clay Minerals in Cancer Therapy: Recent Progress and Prospects

Cancer is one of the deadliest diseases, and current treatment regimens suffer from limited efficacy, nonspecific toxicity, and chemoresistance. With the advantages of good biocompatibility, large specific surface area, excellent cation exchange capacity, and easy availability, clay minerals have been receiving ever-increasing interests in cancer treatment. They can act as carriers to reduce the toxic side effects of chemotherapeutic drugs, and some of their own properties can kill cancer cells, etc. Compared with other morphologies clays, layered clay minerals (LCM) have attracted more and more attention due to adjustable interlayer spacing, easier ion exchange, and stronger adsorption capacity. In this review, the structure, classification, physicochemical properties, and functionalization methods of LCM are summarized. The state-of-the-art progress of LCM in antitumor therapy is systematically described, with emphasis on the application of montmorillonite, kaolinite, and vermiculite. Furthermore, the property–function relationships of LCM are comprehensively illustrated to reveal the design principles of clay-based antitumor systems. Finally, foreseeable challenges and outlook in this field are discussed.     

高岭土和氢氧化铝共司粉磨时的机械力化学效应研究

本文通过SEM、XRD、DTA、FT-IR等测试手段对高岭土和氢氧化铝的高能球磨过程进行了研究。结果表明，高能球磨可以使该混合物发生明显的机械力化学变化，粉磨后颗粒形貌改变，粒径变小，晶体变成无定形态，部分化学键出现断裂。这为莫来石的低温煅烧提供了理论基础。     

邻羧基苯甲酰基修饰的吸附树脂对水中2-萘酚的吸附

采用邻羧基苯甲酰基修饰的吸附树脂FZH5,以Amberlite XAD-4作为参照,探讨了对水溶液中2-萘酚的吸附热力学和吸附动力学。分别用Langmuir等温方程和Freundlich等温方程对吸附等温线进行拟合,并采用动力学准一级和二级方程对两种树脂进行了动态吸附拟合。结果表明,经过修饰的FZH5对水中2-萘酚的吸附效率高于Amberlite XAD-4,对2-萘酚的吸附过程在温度较高时化学吸附为主导,吸附速率主要受控于颗粒内扩散过程。     

重质碳酸钙在立式搅拌磨中的粉磨改性和机械力化学效应的研究

通过XRD、SEM、红外、差热等测试手段，考察和研究了立式搅拌磨在干法批次粉磨状况下对重质碳酸钙的粉磨效果及机械力化学效应。     

有机高分子吸湿材料的吸附模型与机理

选聚丙烯酸钠(PAA)、聚丙烯酰胺(PAM)、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物P(AA-MA)、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物P(AA-AM)、丙烯酸-甲基丙烯酸-丙烯酰胺共聚物P(AA-AM-MA),系统研究其吸湿过程和机理。吸湿性能的测试结果表明,硅胶和分子筛10 h内便饱和,有机高分子吸湿材料仍能持久吸湿,其饱和吸湿容量比硅胶提高至少6%以上,比分子筛提高至少50%以上,吸湿速率快于硅胶和分子筛。吸附动力学实验表明,有机高分子吸湿材料的吸湿主要遵循准二级动力学模型,吸湿率受湿度和高分子树脂自身的吸附性能影响。Freundlich吸附等温模型证实有机高分子吸湿材料吸湿并非单层吸附,而是物理吸附和化学吸附同时发生,且多以化学吸附为主。热力学分析得该吸湿过程为吸热反应且可自发进行。     

反应型有机修饰剂对环氧树脂/粘土纳米复合材料热/机械性能的影响

使带有环氧基团的三缩水甘油基对氨基苯酚(TGPAP)分别与溴代正丁烷(BB)、2-溴乙醇(BE)反应,合成了反应型粘土有机修饰剂溴化(正定烷基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPB)和溴化(2-羟乙基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPE)。用这两种修饰剂改性粘土,分别制备出具有相同反应官能团但与环氧树脂的相容性略有不同的两种有机化粘土(B-Clay和E-Clay)。再用“粘土淤浆复合法”制备出两种环氧树脂/粘土纳米复合材料,研究了两种反应型有机修饰剂对纳米复合材料的结构和性能的影响。结果表明：带有羟基的E-Clay以高度无规剥离形式均匀分布在环氧树脂基体中;而B-Clay则形成了无规剥离/插层混合结构。两种粘土均参与固化反应在环氧树脂基体和粘土片层间产生了较强的界面作用力,从而显著提高了纳米复合材料的拉伸强度。粘土质量分数为3%的两种纳米复合材料,其拉伸强度分别达到32.4 MPa(E-Clay)和28.0 MPa(B-Clay),比对应的纯环氧树脂聚合物分别提高了76.47%和52.51%。同时,这两种纳米复合材料的玻璃化转变温度(T_g)也略有提高。     

水滑石除磷的吸附动力学研究

采用共沉淀法制备了Mg/Al水滑石,研究了不同Mg/Al物质的量比、材料用量、不同pH条件下Mg/Al水滑石吸附除磷的动力学特征,从而对吸附速率的控制过程进行分析。结果表明水滑石对磷的吸附能较好地符合准二级动力学方程、Elovich动力学方程和内扩散模型。n(Mg)/n(Al)=3是水滑石最理想配比,水滑石投加量越大,外扩散过程越慢;一定范围内pH的升高能促进水滑石对磷吸附速率和吸附容量的提升。     

基于抑制粘土负作用效果的聚羧酸减水剂的设计合成及机理

混凝土原材料附带的粘土具有劣化作用,给高性能混凝土的推广与应用带来了新的难题。本研究首次报道了基于粘土和聚羧酸分子尺寸计算自主设计合成的聚羧酸减水剂(PCE)对粘土负作用的改善效果,并结合吸附量、热重(TG)分析和X射线衍射(XRD)分析揭示了其对粘土负作用的抑制机理。计算结果表明,粘土层间吸附的不是整个PCE分子而是其功能性的聚醚侧链。因此针对性地合成了一种立体大尺寸分子结构的PCE,并由核磁氢谱(¹H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)证明了预期结构的存在及其分子量特性。性能评价结果表明,该PCE可在含粘土条件下提高22.2%—35.7%的水泥净浆流动度,并且在高粘土掺量下对混凝土1 h坍落度也有明显改善。这归因于其大尺寸的立体结构能够产生显著的空间位阻效应,避免大分子上的聚醚侧链被全部吸入粘土层间,从而保障优良的减水分散功效,表现出抑制粘土负作用的效果。     

固定吸附床结构对再生和除湿效果的影响

介绍了一种在固定床内通入DN20水管的固定床结构。实验以硅胶为固体吸附材料,向水管中通入不同温度的水,对固定床进行三组实验,利用除湿量、吸附量、吸附能效三个评价指标分析了三组实验的再生能力和吸附效果。结果表明:实验1是再生和吸附效果最佳的一组实验,实验1的解析量是实验2的1.36倍,是实验3的1.12倍;实验1的除湿量是实验2的1.16倍,是实验3的1.17倍。     

有机改性膨润土吸附污水中Cr~(6+)的研究

以十六烷基三甲基溴化铵为有机插层剂,研究钠基膨润土有机化的影响因素及有机膨润土吸附低浓度含Cr6+废水的热力学行为。结果表明,制备有机膨润土的优化工艺条件是:体系pH为7,活化温度为70℃,配料比为1.1 mmol/g,固液比为0.05 g/mL,活化时间为1 h;当有机膨润土的质量浓度为8 g/L时,对水溶液中Cr6+的去除率可达98%以上;有机膨润土吸附Cr6+符合Freundlich等温吸附方程。     

粘土种类对聚丙烯酸/丙烯酰胺高吸水树脂性能的影响

选用含量相同的六种不同粘土(煅烧高岭土、蒙脱土、凹凸棒土、膨润土、海泡石和硅藻土),采用反相悬浮法制备了一系列聚(丙烯酸/丙烯酰胺/粘土)高吸水树脂,并比较了不同粘土对高吸水树脂结构、吸水倍率、吸盐水倍率以及保水性能、热稳定性的影响。通过比较发现,添加膨润土的高吸水树脂具有最高的吸水倍率(450 g/g)和吸盐水倍率(92 g/g);添加膨润土和煅烧高岭土均可提高高吸水树脂的保水性能。此外,煅烧高岭土可以更为有效地提高高吸水树脂的热稳定性。     

层状黏土材料对导水纤维涂层脱附水性能的影响

涂层导水纤维是导水纤维复合薄膜材料的实现水分子可控缓释的关键,涂层材料中的添加剂选用层状黏土.本工作通过比较不同涂层导水纤维的渗水规律,研究了普通黏土、高岭土、膨润土三种黏土添加剂对导水纤维涂层脱附水性能的影响.实验采用Perkin Elmer Diamond SⅡ综合热分析仪、Cambridge Instrucment STEREOSCAN360扫描电镜、M30快速水分测定仪等检测设备,研究了不同涂层导水纤维的结构和持水能力以及涂层导水纤维的吸附和脱附水分子的规律.实验结果表明这三种黏土都能实现涂层导水纤维对水分子的可控缓释性,其中添加剂T(普通黏土)处理的涂层导水纤维在实现分子传水可控性上要优于其他两者.     

环氧树脂对聚碳酸酯/粘土纳米复合材料流变学的影响

采用熔融插层法制备了插层型的聚碳酸酯/环氧树脂/粘土纳米复合材料。考察了环氧树脂对该三元复合体系的形态及流变学的影响。X射线衍射和透射电子显微镜及流变行为的测试结果表明,一方面,增容剂环氧树脂的加入促进了粘土的进一步插层,增大了粘土的解离程度,粘土晶粒间相互作用的增强导致复合体系低频区模量呈现类固态平台;但另一方面,环氧树脂的引入也促进了基体的降解,使得复合体系高频区模量下降。二者共同导致复合体系的流变行为时温平移失效。     

利用声波粒度仪研究Mg2+在Al2O3表面的特性吸附

利用声波粒度仪、Zeta电位仪详细研究了金属镁离子在氧化铝粉体表面的特性吸附行为。发现Mg^2 浓度、体系pH以及浆料的固体含量对氧化铝颗粒表面的Zeta电位有显著影响,在不同的实验条件下引起粉体颗粒表面电荷的反转或等电点的位移。不同pH条件下的粒度测量结果所反映的体系稳定性与Zeta电位较好的吻合。首次用AFM证实了特性吸附条件下,氧化物表面水化层的存在。     

利用声波粒度仪研究Mg~(2 )在Al_2O_3表面的特性吸附

利用声波粒度仪、Ｚｅｔａ电位仪详细研究了金属镁离子在氧化铝粉体表面的特性吸附行为．发现Ｍｇ２＋浓度、体系ｐＨ以及浆料的固体含量都对氧化铝颗粒表面的Ｚｅｔａ电位有显著影响,在不同的实验条件下引起粉体颗粒表面电荷的反转或等电点的位移．不同ｐＨ条件下的粒度测量结果所反映的体系稳定性与Ｚｅｔａ电位较好的吻合．首次用ＡＦＭ证实了特性吸附条件下,氧化物表面水化层的存在．     

乙醇气体标准物质的气瓶内吸附性试验

以普通铝瓶等四种气瓶为试验对象,分别灌装不同含量的乙醇气体标准物质,对灌装一个月内的吸附平衡情况进行试验研究;再通过饱和预处理,找到不同浓度下,饱和气体的浓度和平衡时间,试验结果表明不同的铝质气瓶在经充分的预处理后,吸附水平整体降至1%以下,有效保证了乙醇气体标准物质的量值准确。     

车用燃气的存储技术及吸附存储材料的研究进展

在以氢和天然气为主的车用燃气的存储技术中,吸附存储材料以其密度小、吸脱气体速度快等优点使吸附存储成为一类极具发展潜力的存储技术.详细介绍了活性炭、活性碳纤维、碳纳米管、金属有机物、氮化硼纳米管和玻璃微球等车用燃气吸附存储材料的研究现状,并介绍了碳基材料超临界吸附理论的研究情况,展望了燃气吸附存储材料的研究方向.     

Isotherm,kinetic, and thermodynamic studies on the adsorption behavior of malachite green dye onto montmorillonite clay

ABSTRACT

Systematic batch mode studies of adsorption of malachite green (MG) on montmorillonite clay were carried out as a function of process parameters which include pH, adsorbent dosage, agitation speed, ionic strength, initial MG concentration, and temperature. Montmorillonite was found to have excellent adsorption capacity. Equilibrium adsorption isotherms were measured for the single-component system, and the experimental data were analyzed by using Langmuir, Freundlich, Temkin, and Dubinin–Radushkevich isotherm equations. It was found that the Langmuir equation appears to fit the equilibrium data. The monolayer (maximum) adsorption capacity (q_m) was found to be 262.494 mg g^?1 for montmorillonite. The experimental kinetic data were analyzed using the first-order, second-order, Elovich, and intraparticle kinetic models and the second-order kinetic model described the adsorption kinetics accurately for MG. Thermodynamic activation parameters such as ΔG*, ΔS*, and ΔH* of the adsorption of MG on montmorillonite were also calculated.