不同種類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)境污染日益嚴重，如何治理污染物成為首要問題。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。同時本文先通過研究單一組分SiO2與亞甲基藍的作用建立吸附模型之后結(jié)合文獻中已有關(guān)于Al2O3吸附亞甲基藍的報道，擴展到人工合成純的高嶺土對亞甲基藍的吸附，同時結(jié)合滴定

2、數(shù)據(jù)利用WinSGW軟件計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定形硅即氧化硅反應(yīng)，同時發(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。同時通過控制加入堿的種類和量可以得到不同種類產(chǎn)物。具體情況如下:加

3、入氨水時，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，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，pH不管調(diào)到何種狀態(tài)都無法得到結(jié)晶性良好的產(chǎn)物。
　　 實驗研究發(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土永久負電荷點位與體系中陽離子

4、作用:≡X(H)+Na+(→)≡X(Na)+H+lg K(XNa)=-4.25±0.051。實驗過程中所用的高嶺土是人工合成的純相高嶺土同時具有較天然礦物大的比表面，得到的酸堿平衡常數(shù)具有更強的普適性。在此基礎(chǔ)上研究有機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。一價陽離子與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，還會在表面上發(fā)生:≡SiOH+NH3+MB+(→)≡SiOHNH3MB+lg K=6.69。亞甲基藍在高嶺土表面作用也具有多種吸附作用力通過不同pH亞甲基藍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，仍需進一步的研究探討。亞甲基藍在

6、SiO2和高嶺土表面的吸附均屬于Langmuir型吸附。
　　 研究方沸石時發(fā)現(xiàn):是由起初生成的無定形鋁硅酸鹽，經(jīng)過形成穩(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)。同時還發(fā)現(xiàn)微波加熱對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，同時微