一种改性柱撑蒙脱石的制备及其对废水中SO_4~(2-)吸附效率研究

蒙脱石具有较大的比表面积和阳离子交换容量,吸附性能较好。但其不能有效地吸附疏水性物质,应用中常将一些聚合羟基金属阳离子引入到蒙脱石层间制成柱撑蒙脱石以提高其孔道特性和热稳定性。为了进一步提高其吸附效率,在柱撑蒙脱石中加入了物料A,高温焙烧,对其进行了一系列的改性,并确定了改性条件,制备了一种新型的SO42-高效吸附剂,并应用于煤矿矿井废水的治理,改性后的吸附剂较柱撑蒙脱石对水中SO42-的吸附率提高了54.6%。最佳焙烧温度为800℃,焙烧时间为4 h,焙烧的最佳物料配比为1:4。     

一种改性柱撑蒙脱石的制备及其对废水中SO2-4吸附效率研究

蒙脱石具有较大的比表面积和阳离子交换容量,吸附性能较好.但其不能有效地吸附疏水性物质,应用中常将一些聚合羟基金属阳离子引入到蒙脱石层间制成柱撑蒙脱石以提高其孔道特性和热稳定性.为了进一步提高其吸附效率,在柱撑蒙脱石中加入了物料A,高温焙烧,对其进行了一系列的改性,并确定了改性条件,制备了一种新型的SO2-4高效吸附剂,并应用于煤矿矿井废水的治理,改性后的吸附剂较柱撑蒙脱石对水中SO2-4的吸附率提高了54.6%.最佳焙烧温度为800℃,焙烧时间为4 h,焙烧的最佳物料配比为1:4.     

咪唑类离子液体在蒙脱石上的吸附行为与机理

研究了钠型蒙脱石对系列咪唑类离子液体(IBILs,烷基链不同,阴离子类型不同)的吸附行为,并通过X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)及扫描电镜(SEM)等对吸附行为进行了表征.讨论了pH值、离子浓度等对吸附的影响.结果表明,离子液体主要通过静电阳离子交换及烷基疏水作用吸附于蒙脱石之上.阴离子结构变化对吸附影响不大;而烷基链越长,离子液体的吸附量越大,EmimBF_4(1-乙基-3-甲基四氟硼酸盐),BmimBF_4(1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐),HmimBF_4(1-己基-3-甲基四氟硼酸盐),OmimBF_4(1-辛基-3-甲基四氟硼酸盐)对应的平衡吸附量分别为33.94,40.48,44.40,53.29mmol/100g.离子液体进入蒙脱石层间后,层间距随着烷基链的增加从12.77A增大至14.41A.降低离子强度或提升pH值都会增强离子液体在蒙脱石上的吸附能力.     

新农药环境化学行为研究(Ⅶ)除草剂哌草丹(Dimepiperate)在土壤、水环境中的滞留、转化

研究了除草剂哌草丹在土壤、水环境中的吸附、脱附、水解及光解过程.结果指出:哌草丹在土壤上的吸附主要受土壤有机质的影响,粘土矿也有一定作用.吸附和脱附均可用Freundlich方程描述;根据降解产物推测了哌草丹的水解和光降解的机理,哌草丹的水解产物为2-苯基丙烯和六氢吡啶等,六氢吡啶可与土壤粘土矿(蒙脱石)作用,并与蒙脱石层间阳离子形成配合物;哌草丹光降解的产物为六氢吡啶、苯乙酮和甲醛.     

新农药环境化学行为研究(Ⅶ)除草剂哌草丹(Dimepiperate)在土壤、水环境中的滞留、转化

研究了除草剂哌草丹在土壤、水环境中的吸附、脱附、水解及光解过程.结果指出:哌草丹在土壤上的吸附主要受土壤有机质的影响,粘土矿也有一定作用.吸附和脱附均可用Freundlich方程描述;根据降解产物推测了哌草丹的水解和光降解的机理,哌草丹的水解产物为2-苯基丙烯和六氢吡啶等,六氢吡啶可与土壤粘土矿(蒙脱石)作用,并与蒙脱石层间阳离子形成配合物;哌草丹光降解的产物为六氢吡啶、苯乙酮和甲醛.     

羟基Fe、Al柱撑蒙脱石对庆大霉素的吸附行为

以蒙脱石(Mont)为原料,在不同OH/Fe物质的量比(x)和Fe/Al物质的量比(y)柱撑条件下制备出系列羟基铁(xOH/Fe-Mont)、羟基铝(OH/Al-Mont)和羟基铁铝(yFe/Al-Mont)柱撑蒙脱石,采用XRD和FT-IR对柱撑蒙脱石进行表征,并研究了柱撑改性对蒙脱石对庆大霉素(Gen)吸附行为的影响.结果表明:柱撑蒙脱石对Gen吸附量显著提高,且Mont(42.83mg/g) << OH/Al-Mont(63.50mg/g) < 1.5OH/Fe-Mont(70.50mg/g) << 0.025Fe/Al-Mont(87.20mg/g),吸附Gen最佳pH值为9.等温吸附适于采用Freundlich方程拟合,吸附动力学符合伪二级动力学方程,吸附3h可超过平衡吸附量的80%.XRD分析表明,羟基铁和羟基铝主导柱撑(y≤0.5)蒙脱石层间距扩增是吸附量增加的主要原因,而yFe/Al-Mont中y≥1.0时,层间距并不是吸附量变化的的主导机制;FT-IR分析表明阳离子交换是Gen和铝离子进入蒙脱石的主导机制.     

苯达松在单离子蒙脱石上的吸附机理研究

通过水相苯达松在Al3+、Fe3+、Cu2+、Ca2+、Na+、K+阳离子饱和蒙脱石上的分布系数测定，及非水相中单离子蒙脱石吸附苯达松后IR光谱变化研究，发现：蒙脱石对苯达松的吸附与蒙说石中可交换阳离子的极化力有关；苯达松通过分子中C=O基团与蒙脱石中可交换离子结合水形成氢键及叔酰胺N与可交换阳离子间的电荷吸引而吸附．另外，蒙脱石中可交换阳离子具有的催化性、络合性也可能是增加本达松吸附的因素     

3-氨丙基三乙氧基硅烷改性蒙脱石的表征及其对Sr(Ⅱ)的吸附研究

3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为偶联剂在粘土功能化方面具有特殊的研究意义.因此,本文采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及红外光谱(FTIR)等方法对不同离子交换容量(1.0CEC、1.5CEC、2.0CEC、2.5CEC、3.0CEC、4.0CEC)的APTES改性蒙脱石(APTES-Mt)的结构及表面进行表征与分析,同时对Sr(Ⅱ)的吸附性能进行了研究.结果表明,改性蒙脱石对Sr(Ⅱ)的吸附平衡时间为24h,吸附量随溶液pH(1.0～10.0)的增大而增强,且改性蒙脱石的吸附量是原始蒙脱石吸附量的3倍.改性蒙脱石对Sr(Ⅱ)的吸附作用较强,吸附后的Sr(Ⅱ)不易从材料中解吸出来.XRD、SEM和FTIR等分析结果显示,APTES已经成功插入层间,改性蒙脱石对Sr(Ⅱ)的吸附机理主要为配位吸附.     

邻菲罗啉对蒙脱石吸附镍离子性能影响

利用镍离子能与邻菲罗啉反应生成螯合物的性质,研究了加与未加邻菲罗啉条件下,蒙脱石对金属镍离子的吸附行为,考察了镍离子浓度、吸附时间、温度和溶液pH值等因素对吸附性能的影响.结果表明:加入邻菲罗啉后,蒙脱石对镍的螯合离子的吸附量明显增大;吸附平衡时间约为120min;蒙脱石对[Ni(phen)n]2+的吸附性基本不受pH值的影响.动力学研究表明该吸附过程符合准二级反应动力学模型,吸附量随温度升高而增大.二级动力学参数证明加入邻菲罗啉可显著提高蒙脱石对Ni2+的吸附性.蒙脱石对简单Ni2+的吸附符合Langmuir的单层吸附等温式;而蒙脱石对镍的螯合离子的吸附则符合Freundlich等温式.蒙脱石对Ni2+和[Ni(phen)n]2+的吸附均为自发、吸热和更无序的;XRD及FTIR研究表明,蒙脱石对[Ni(phen)n]2+的吸附以层间的物理吸附为主.     

放射性废弃物地层处理中粘土的作用

本文简短地叙述了地层处理放射性废弃物的概要及粘土矿物在其中的重要作用。若干种类的H~+型粘土和阳离子(Li、Na、Mg、Ca、Sr、Ba、CO)之间的交换性质通过分批实验进行了研究。Mg、Ca和CO离子能被粘土强烈地吸附。粘土矿物的Kd值有以下顺序:蒙脱石≥累脱石>绢云母≥高岭石>绿泥石=多水高岭石,蒙脱石和累脱石的阳离子吸附系数水平约是结果岩及其矿物的10～100倍.在一定的水热条件下,蒙脱石可经混合层矿物转化成云母、绿泥石和一些非层状硅酸盐矿物。蒙脱石中有阳离子存在时,能形成三种混合层矿物:累脱石(Na、Ca、Sr、Ba),迪间蒙石(Li、Mg、Li、CO)、云母/蒙皂石(随机;K、Rb、Cs)。每一样品中蒙脱石转化成混合层矿物的转化温度不同。富铝样品比贫铝样品的反应活性大且转化成混合层矿物相的转化温度较低。     

Cr(Ⅵ)对两种黏土矿物在单一及复合溶液中Cu(Ⅱ)吸附的影响

采用批量吸附实验研究了高岭石和蒙脱石两种黏土矿物对Cu(Ⅱ)的吸附,利用各种吸附模型分析了两种黏土矿物对单一Cu(Ⅱ)溶液及Cu(Ⅱ)-Cr(Ⅵ)复合溶液中Cu(Ⅱ)的吸附机制,同时探讨了pH对两种黏土矿物Cu(Ⅱ)吸附的影响,旨在搞清土壤中重金属的环境化学行为并为土壤中重金属复合污染的修复提供依据.结果表明,高岭石和蒙脱石对单一及复合溶液中Cu(Ⅱ)的吸附是一个先快后慢的过程,120 min基本达到吸附平衡;二级动力学方程为描述两种黏土矿物Cu(Ⅱ)吸附的最佳动力学模型(R2>0.983),其次是内表面扩散模型和一级动力学模型.内表面扩散模型和Boyd模型拟合结果均说明发生在矿物边缘和表面的膜扩散作用是影响吸附的限速步骤.高岭石对Cu(Ⅱ)的吸附符合Freundlich方程(R2>0.971),说明高岭石表面有多种能量不一致的吸附位点,即为不均匀表面;而蒙脱石对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmuir方程(R2>0.983),说明其为单层分子吸附,即化学吸附.两种黏土矿物对Cu(Ⅱ)的吸附均随pH的升高呈先升高后下降的趋势,在pH=5.0时达到最大吸附量;且以Q蒙脱石>Q高岭石,Q单一Cu>Q Cu-Cr复合.Cr(Ⅵ)存在会降低Cu(Ⅱ)的吸附,以pH=6.0时Cr(Ⅵ)对Cu(Ⅱ)的吸附影响最小.     

十二烷基磺酸钠(SDS)改性蒙脱石对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附研究

以阴离子表面活性剂(十二烷基磺酸钠,SDS)为改性剂制备了有机蒙脱石,研究其对Cu2+、Cd2+的吸附行为,并用XRD、FTIR、SEM、XPS对有机蒙脱石进行表征.实验结果表明,有机蒙脱石对Cu2+、Cd2+的吸附基本上在20min内达到平衡,并随pH增大(1.0～7.0),吸附量增加,最佳pH约为6.0.有机蒙脱石对Cu2+、Cd2+的吸附等温线更符合Langmuir等温吸附方程,SDS改性蒙脱石对Cu2+、Cd2+的最大吸附量较纯蒙脱石分别增加15.7%、15.5%.XRD、FTIR、SEM、XPS及碳含量分析结果显示,SDS主要分布在蒙脱石表面且相对稳定,少量嵌入层间,有机蒙脱石对Cu2+、Cd2+的吸附机制为配位吸附和离子交换.     

BS+CTMAB复配修饰在黄棕壤吸附苯酚上的应用

本文基于两性修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)和阳离子型表面修饰剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)复配修饰蒙脱石吸附苯酚的最佳修饰比例基础上,分别以蒙脱石含量为43%和6%的2种黄棕壤制备了2个系列的BS-12+CTMAB复配修饰土样.以两性复配修饰蒙脱石作对比,研究了2种两性复配修饰黄棕壤对苯酚的吸附特征,分析了温度、pH值和离子强度对两性复配修饰黄棕壤吸附苯酚的影响,并探讨了两性复配修饰蒙脱石与两性复配修饰黄棕壤以及两性复配修饰黄棕壤之间吸附苯酚的差异性.结果表明,和两性复配修饰蒙脱石相同,复配修饰增强了两性修饰黄棕壤对苯酚的吸附能力,30℃时吸附量呈215BS+215CT(215%BS-12+215%CTMAB)215CT(215%CTMAB)215BS(215%BS-12)CK1(蒙脱石含量为43%未修饰黄棕壤)和33BS+33CT(33%BS-12+33%CTMAB)33CT(33%CTMAB)33BS(33%BS-12)CK2(蒙脱石含量为6%未修饰黄棕壤)顺序.Henry模型适用于描述苯酚在黄棕壤各供试土样中的吸附;2种修饰黄棕壤对苯酚吸附量均随温度、pH值的升高而降低,在低浓度范围内,随离子强度的增大而升高,和修饰蒙脱石吸附苯酚的规律相同;土样阳离子交换量(CEC)是决定两性复配修饰蒙脱石与黄棕壤以及2种两性复配修饰黄棕壤之间吸附苯酚存在差异的根本原因.     

羟基铝蒙脱石去除染料弱酸性深蓝GR的研究

在[OH^-]/[A1³⁺]=2.4的反应条件下,利用A1³⁺与碱液反应制备出Keggin离子,并由此制备出羟基铝蒙脱石.XRD-衍射数据表明:羟基铝蒙脱石的层间距由原来的12.58A(d₀₀₁)增加到18.63A.研究了染料弱酸性深蓝GR在7种改性蒙脱石上的吸附.结果表明:酸性条件下,羟基铝蒙脱石处理有机污染物的去除率高,用0.0200g处理25ml弱酸性深蓝GR溶液,去除率可高达95%以上.由等温吸附线可知:弱酸性深蓝GR在不同改性蒙脱石上的吸附机理主要为表面吸附、离子交换和分配作用.     

新农药环境化学行为研究(Ⅶ)除草剂哌草丹(Dimepiperate)在土壤、水环境中的滞留、转化

研究了除草剂哌草丹在土壤、水环境中的吸附、脱附、水解及光解过程．结果指出：哌草丹在土壤上的吸附主要受土壤有机质的影响，粘土矿也有一定作用．吸附和脱附均可用Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ方程描述；根据降解产物推测了哌草丹的水解和光降解的机理，哌草丹的水解产物为２苯基丙烯和六氢吡啶等，六氢吡啶可与土壤粘土矿（蒙脱石）作用，并与蒙脱石层间阳离子形成配合物；哌草丹光降解的产物为六氢吡啶、苯乙酮和甲醛     

改性粘土矿物的制备及其对水体中二氯喹啉酸的吸附研究

采用固-液吸附法,以天然钙基蒙脱石为原料,硫酸和十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)为改性剂,制备了3种改性蒙脱石,并借助X-射线衍射、比表面积全分析及有机碳含量测定对所得的改性蒙脱石进行表征.结果表明,先酸化后再进行有机改性所得的改性蒙脱石(AHM)不仅具有较大的比表面积、层间距,而且有机碳含量是最高的.同时,采用批量平衡实验比较了这3种改性蒙脱石和天然蒙脱石对二氯喹啉酸的吸附能力.结果表明,天然蒙脱石对二氯喹啉酸的吸附率最小,不足5%,而先酸化再进行HDTMAB改性所得的改性蒙脱石对二氯喹啉酸的吸附率最高,其对二氯喹啉酸的吸附容量约为天然蒙脱石的20倍.二氯喹啉酸在这种改性蒙脱石上吸附速率很快,吸附平衡时间为2 h,吸附动力学满足准二级动力学方程,吸附等温线可用Linear和Freundlich模型较好地拟合.     

草酸对蒙脱石的作用及机理研究

近年来,微生物对粘土矿物的分解作用逐渐成为地球科学研究的重点领域,草酸是微生物重要的代谢产物,研究了小分子有机酸对粘土矿物结构变化的影响,为改善根际土壤环境质量提供科学依据.研究发现,草酸能够破坏蒙脱石的形貌结构,使蒙脱石层状结构变得卷曲;通过破坏蒙脱石结构中的化学键,溶蚀出蒙脱石中的金属元素;C2O42-进入到蒙脱石层间与层间阳离子Ca2+结合生成CaC2O4·H2O,与蒙脱石发生插层作用,使蒙脱石的层间距增大.研究结果可为土壤修复机制提供理论依据.     

华南花岗岩风化壳稀土元素地球化学研究(摘要)

<正> 我国华南广大地区属亚热带季风气候,年降雨量较大且集中,风化壳广为发育,其厚度与地形条件有关,一般可达数十米,具有明显的分层性。从地表向基岩可分为:A.红土化层;B_1.全风化层;B_2.半风化层;C.风化前缘(破碎带);D.基岩。各层间呈渐变过渡关系。风化壳粘土矿物组成从C带向A带的变化为:含蒙脱石带(C)→高岭石、埃洛石(7(?))带(B_1+B_2)→含三水铝石、赤铁矿带(A),由于酸性溶液的溶蚀退化作用,高岭石的结晶度趋于降低。整个风化壳剖面(A除外)阳离子交换容量(CEC)大致相同,形成一种天然的离子交换柱。     

可膨胀性层状粘土矿物对铜离子吸附机理的模拟研究

对 Cu-蒙脱石、Cu-蒙脱石的热产物及其复水产物进行了 XRD、EPR和 DTA研究 .在 Cu-蒙脱石的 EPR谱中同时记录到了 g=2 .1 4、g=2 .0 7(精细结构线 )、g～ 2 .7- 2 .2 (超精细结构线 ) 3组 Cu²⁺的信号 ,分别对应于蒙脱石层间水合铜离子、进入 Si-O四面体片复三方形孔洞和铝氧八面体空位中的 Cu²⁺,阐明了蒙脱石对重金属离子的吸附以交换吸附和专性吸附 2种方式进行 .     

用氢在蒙脱石中还原层间Ni~(2+)和Cu~(2+)

<正> 除了蛭石以外,在各种层状硅酸盐中进行的所有氧化-还原研究,是关于结构铁的氧化-还原作用;然而层间阳离子的还原特性尚无人问津。过渡金属交换的蛭石,其还原作用程度随着晶格电荷的减少而增加。因此,结构上类似的蒙脱石,还原反应可能在矿物层间空间进行。本文是在190—250℃之间,在蒙脱石层间空间交换的 Ni~(2+)和 Cu~(2+)离子的 H_2还原作用