蒙脫石插層化合物的制備表征及應(yīng)用研究.pdf

1、蒙脫土是以蒙脫石為主要成分的一類層狀硅酸鹽粘土礦物。蒙脫石插層化合物是一種由簡單離子、聚合無機陽離子、有機離子、有機小分子或者有機聚合物插入蒙脫石層間而形成的二維微孔材料。蒙脫石插層化合物有大的層間距和比表面積，在環(huán)境治理、催化及其它領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用潛力。 本論文研究了復(fù)合羥基金屬陽離子柱撐蒙脫石、有機一無機柱撐蒙脫石的合成與表征，研究了它們對含一定濃度苯酚廢水中苯酚的吸附性能，并初步探討了蒙脫土及蒙脫石插層化合物的循環(huán)再生

2、性能。 首先對蒙脫土進行鈉化改型，并測試蒙脫土及鈉化改型蒙脫土的陽離子交換容量(CEC)、吸藍量、膠質(zhì)價、膨脹倍等物化性能。結(jié)果表明：鈉化改型蒙脫土的陽離子交換容量、吸藍量、膠質(zhì)價、膨脹倍比改型前均有較大的提高。 以鈉化改型蒙脫土為基質(zhì)，采用超聲波法制備復(fù)合羥基鋁銅插層蒙脫石(Al-Cu-MMT)。在實驗中改變制備插層劑的溫度、r值[e=n(oH)∶n(Al<'3+>)]、n(Cu<'2+>)∶n(Al<'3+>)值、n

3、(Al<'3+>)：土值等制備出一系列的Al-Cu-MMT。比較Al-Cu-MMT的層間距，確定制備Al-Cu-MMT的最佳工藝條件為：插層劑的制備溫度為80℃，r為2.4，老化時間為96h，n(Cu<'2+>)：n(Al<'3+>)為0.10，n(Al<'3+>)：土為10mmol/g，插層溫度為80℃。在最佳工藝條件下制備得到的Al-Cu-MMT層間距較大，將Al-Cu-MMT在400℃時焙燒3 h得到Al-Cu柱撐蒙脫石。

4、 以鈉化改型蒙脫土為基質(zhì)，采用超聲波法制備有機-無機插層蒙脫石(HDTMA-Al-MMT)。同樣在制備HDTMA-Al-MMT的實驗中改變插層溫度、HDTMA的用量等制備出一系列的HDTMA-Al-MMT。比較HDTMA-Al-MMT的層間距確定HDTMA-Al-MMT的最佳工藝條件和工藝參數(shù)為：插層劑的制備溫度為80℃，r為2.4，老化時間為96h，n(Cu<'2+>)：n(Al<'3+>)為0.10，n(Al<'3+>)：土為10m

5、mol/g，插層溫度為60℃，HDTMA用量為1.0CEC，產(chǎn)物在70℃時干燥。在最佳工藝條件下制備得到的HDTMA-Al-MMT層間距最大。經(jīng)有機物HDTMA和Al<,13>聚合陽離子插層后，制備的有機一無機復(fù)合插層蒙脫土的d<,(001)>=2.0714nm，熱穩(wěn)定性顯著提高。采用XRD、FTIR、TG-DSC、SEM和TEM等檢測手段對產(chǎn)物Al-Cu-MMT和HDTMA-Al-MMT進行表征測試，結(jié)果表明，復(fù)合Al-Cu聚合陽離子

6、、有機物HDTMA和Al<,13>聚合陽離子成功的插入到蒙脫石層間。 本論文分析討論了蒙脫土及蒙脫石插層化合物處理含苯酚廢水時對廢水中苯酚的吸附能力，初步研究了蒙脫土及蒙脫石插層化合物吸附苯酚后，再生循環(huán)后再次進行苯酚吸附實驗。吸附實驗表明：Al-Cu-MMT和HDTMA-Al-MMT對苯酚的去除能力很高，遠遠超過鈉化蒙脫土；在室溫、振蕩時間為30 min、吸附劑用量為0.35g、pn值為10的條件下，Na-MMT、Al-Cu-