不同種類(lèi)鋁硅酸鹽的制備及其表面性質(zhì)和吸附性質(zhì)的研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染日益嚴(yán)重，如何治理污染物成為首要問(wèn)題。土壤是污染物的歸宿，要想治理污染物就需要了解污染物與土壤相互作用的方式。土壤中鋁硅酸鹽礦物占主要部分，天然礦物成分復(fù)雜同時(shí)由于地域地理差異，研究其物理化學(xué)性質(zhì)缺乏普遍的指導(dǎo)意義。本文從純礦物入手，人工合成了層狀純相高嶺土。同時(shí)本文先通過(guò)研究單一組分SiO2與亞甲基藍(lán)的作用建立吸附模型之后結(jié)合文獻(xiàn)中已有關(guān)于Al2O3吸附亞甲基藍(lán)的報(bào)道，擴(kuò)展到人工合成純的高嶺土對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附，同時(shí)結(jié)合滴定

2、數(shù)據(jù)利用WinSGW軟件計(jì)算出高嶺土的表面酸堿平衡常數(shù)從而能為天然鋁硅酸鹽礦物研究提供一些理論依據(jù)。本文還合成出架狀鋁硅酸鹽方沸石，根據(jù)方沸石本身特有性質(zhì)研究其與重金屬Pb2+的吸附。
　　 研究發(fā)現(xiàn)擬薄水鋁石和體系中無(wú)定形硅即氧化硅反應(yīng)，同時(shí)發(fā)生[AlnOmH1]3++H4SiO4+H2O→Al2Si2O5(OH)4+3H+這一反應(yīng)使得體系pH有不斷降低的趨勢(shì)。同時(shí)通過(guò)控制加入堿的種類(lèi)和量可以得到不同種類(lèi)產(chǎn)物。具體情況如下:加

3、入氨水時(shí)，pH由低到高可以得到高嶺土→高嶺土-蒙皂石復(fù)合物→蒙皂石;加入氫氧化鈉時(shí)，pH由低到高可以得到高嶺土→高嶺土-蒙皂石復(fù)合物→P1型沸石;加入氫氧化鉀時(shí)，pH不管調(diào)到何種狀態(tài)都無(wú)法得到結(jié)晶性良好的產(chǎn)物。
　　 實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)高嶺土表面邊緣羥基位得質(zhì)子脫質(zhì)子反應(yīng):≡SOH+H(→)≡SOH2+lgK1=-8.86±0.035;≡SOH(→)≡SO++H+lgK2=1.61±0.045?；嫔细邘X土永久負(fù)電荷點(diǎn)位與體系中陽(yáng)離子

4、作用:≡X(H)+Na+(→)≡X(Na)+H+lg K(XNa)=-4.25±0.051。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用的高嶺土是人工合成的純相高嶺土同時(shí)具有較天然礦物大的比表面，得到的酸堿平衡常數(shù)具有更強(qiáng)的普適性。在此基礎(chǔ)上研究有機(jī)污染物在高嶺土表面相互作用。首先研究在單組份SiO2表面，亞甲基藍(lán)在SiO2表面配位作用存在兩種形式:靜電作用≡Si2O-+MB+(→)≡Si2OMB lg K=4.48;氫鍵作用≡SiOH+MB+(→)≡SiOHMB+

5、lg K=2.30。一價(jià)陽(yáng)離子與SiO2表面配位平衡常數(shù)為:≡Si2O-+M+(→)≡Si2OM[lg K=3.75、2.73、2.58(M=NH4+，Na+，K+)]在氨分子濃度高時(shí)，還會(huì)在表面上發(fā)生:≡SiOH+NH3+MB+(→)≡SiOHNH3MB+lg K=6.69。亞甲基藍(lán)在高嶺土表面作用也具有多種吸附作用力通過(guò)不同pH亞甲基藍(lán)在高嶺土表面的吸附可以確定這不是唯一的吸附作用，吸附作用比較復(fù)雜，仍需進(jìn)一步的研究探討。亞甲基藍(lán)在

6、SiO2和高嶺土表面的吸附均屬于Langmuir型吸附。
　　 研究方沸石時(shí)發(fā)現(xiàn):是由起初生成的無(wú)定形鋁硅酸鹽，經(jīng)過(guò)形成穩(wěn)定的Linde B1型沸石中間相，再與溶液中的氧化硅和鈉離子反應(yīng)而最終結(jié)晶而成同時(shí)本文為了研究立方相方沸石的結(jié)構(gòu)合成了一種大小約為120μm方沸石(NaAlSi2O6·H2O)。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)微波加熱對(duì)方沸石單晶的形成具有重要影響，一方面微波加熱處理前驅(qū)體后，結(jié)晶后顆粒的均一性明顯增加維持在120μm左右，同時(shí)微