膨潤土層間域結(jié)構(gòu)及其吸附性能研究.pdf

1、膨潤土由于其特殊的二維納米層狀結(jié)構(gòu)和巨大的理論比表面積而表現(xiàn)出很好的表/界面反應(yīng)活性。有機(jī)陽離子改性膨潤土（即有機(jī)膨潤土）對(duì)環(huán)境中疏水性有機(jī)污染物（HOCs）有良好吸附性能，是一種極具潛力的HOCs污染控制材料。其中短碳鏈有機(jī)陽離子（如四甲基銨 TMA）改性制備的有機(jī)膨潤土對(duì) HOCs的主要吸附原理是表面吸附作用，膨潤土疏水性硅氧烷表面是其主要吸附位點(diǎn)；降低膨潤土電荷密度或膨潤土層間脫水均有利于增加硅氧烷表面的暴露量，進(jìn)而增強(qiáng)有機(jī)膨潤土

2、吸附性能。
　　本文以膨潤土層間域微觀結(jié)構(gòu)特征及吸附性能為研究的切入點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)減電荷TMA-膨潤土層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及其吸附性能進(jìn)行了研究，試圖明確減電荷 TMA-膨潤土的構(gòu)-效關(guān)系，進(jìn)而提高短碳鏈有機(jī)膨潤土的吸附性能；研究了加熱處理對(duì)TMA-膨潤土和 K-膨潤土層間脫水后結(jié)構(gòu)特征和吸附性能的影響，進(jìn)一步探明膨潤土層間域的水化特性與吸附性能之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。研究結(jié)果將有助于推廣有機(jī)膨潤土在環(huán)境污染控制領(lǐng)域中的應(yīng)用。論文取得了以下具有理論

3、指導(dǎo)意義的研究結(jié)果：
　　（1）報(bào)道一種保護(hù)減電荷 TMA-膨潤土片層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的新方法。將膨潤土層間的無機(jī)陽離子用Li+交換，然后將 Li+部分被TMA+交換；接下來通過高溫處理使 Li+遷移進(jìn)入膨潤土片層內(nèi)。由于預(yù)先交換到層間域的TMA+可將膨潤土片層撐開、有效防止有機(jī)膨潤土層結(jié)構(gòu)塌陷，與傳統(tǒng)方法（先減電荷后TMA+改性）相比，大大增強(qiáng)了層間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。XRD顯示，新方法制備的減電荷TMA-膨潤土的特征峰強(qiáng)度較強(qiáng)且峰寬沒有出現(xiàn)

4、寬化。
　　（2）提出增強(qiáng)減電荷 TMA-膨潤土對(duì) HOCs吸附性能的原理。新方法所制備的減電荷 TMA-有機(jī)膨潤土因保持了膨潤土片層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定而擁有較多可供利用的硅氧烷表面，使得層間硅氧烷表面上的吸附位點(diǎn)大大增加，進(jìn)而大幅提升了對(duì)疏水性有機(jī)污染物的吸附性能。如，新方法制備的減電荷 TMA-膨潤土的理論比表面積最大可達(dá)到236.3 m2/g，幾乎是傳統(tǒng)方法制備的2倍。
　?。?）研究發(fā)現(xiàn)膨潤土受熱脫水后對(duì)HOCs吸附性能提高。