膨潤(rùn)土的改性通常是用物理、化學(xué)、機(jī)械等方法對(duì)表面進(jìn)行處理操作,根據(jù)應(yīng)用需要有目的性地改變礦物表面的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),來滿足在不同技術(shù)和領(lǐng)域中的應(yīng)用,進(jìn)而提高膨潤(rùn)土的性質(zhì)、功能及其使用價(jià)值。常用的膨潤(rùn)土改性方法有鈉化改性法、酸改性法、焙燒改性法、鹽改性法、有機(jī)改性法和無機(jī)柱撐改性法、無機(jī)/有機(jī)復(fù)合改性法等。
1、鈉化改性法
由于蒙脫石與Ca2+吸附能力比Na+要強(qiáng),所以自然界中存在的膨潤(rùn)土一般為鈣基土。但是實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)鈣基土中的Ca2+的交換能力遠(yuǎn)低于Na+,因此,鈣基土常常經(jīng)過鈉化后再投入市場(chǎng)使用。
2、酸改性法
酸改性法主要是利用不同類型和濃度的酸對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行浸泡,此時(shí)膨潤(rùn)土層間中的Al3+、Mg2+、Ca2+等金屬離子以可溶性鹽的形式溶出,使得其孔道得到疏通,有利于吸附質(zhì)分子的擴(kuò)散,同時(shí)由于氫原子的半徑小于Al3+、Mg2+、Ca2+,所以電離出來的H+可以置換出層間的金屬陽離子,從而減弱層間作用力,使得膨潤(rùn)土帶上的負(fù)電荷變得更多,更加有利于陽離子之間的交換,因而吸附能力得到提升。
3、焙燒活化改性法
焙燒改性法就是將膨潤(rùn)土在不同溫度下進(jìn)行煅燒,膨潤(rùn)土在高溫煅燒的情況下會(huì)依次失去表面水、骨架結(jié)構(gòu)中的結(jié)合水、孔道中的機(jī)物污染質(zhì),引起孔隙率增加,結(jié)構(gòu)更為疏松,比表面積變大,使得吸附性能得到改變。
4、有機(jī)改性法
有機(jī)改性法的基本原理就是將膨潤(rùn)土有機(jī)化,利用有機(jī)官能團(tuán)或有機(jī)物來取代膨潤(rùn)土層間可交換陽離子或結(jié)構(gòu)水,進(jìn)而形成以共價(jià)鍵、離子鍵、偶合鍵或者以范德華力結(jié)合的有機(jī)復(fù)合物膨潤(rùn)土。
有機(jī)改性劑通過離子交換作用與膨潤(rùn)土中的鈣或鈉等陽離子發(fā)生離子交換作用,從而將有機(jī)成分引入膨潤(rùn)土,改性后的膨潤(rùn)土從親水疏油性變成親油疏水性。有機(jī)改性不但可以改變膨潤(rùn)土層間距離,還可以增強(qiáng)有機(jī)物的能力。
5、無機(jī)改性法
無機(jī)改性法的機(jī)理是利用膨潤(rùn)土的膨脹性和層間陽離子可交換性的特點(diǎn),通過使無機(jī)金屬陽離子水解產(chǎn)生的金屬羥基陽離子進(jìn)入膨潤(rùn)土層間來置換出可交換陽離子而制得無機(jī)改性膨潤(rùn)土的方法。
6、無機(jī)/有機(jī)復(fù)合改性法
無機(jī)/有機(jī)復(fù)合改性法是利用膨潤(rùn)土的層間隙比較大以及陽離子可交換性的特點(diǎn),主要是先用無機(jī)聚合物將其層間域撐開,再通過活化劑把膨潤(rùn)土的表面性質(zhì)進(jìn)行改變的方法。
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