无机-有机复合膨润土及其在环境保护中的研究进展

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1、无机-有机复合膨润土及其在环境保护中的研究进展无机-有机复合膨润土研究及其在环境保护中的应用进展本文在简单的介绍了有机膨润土，羟基金属改性膨润土性质及其应用的基础上，重点叙述了无机-有机复合膨润土的研究历程，基本结构及其吸附性能；展望了无机-有机复合膨润土作为一种高效吸附剂在环境保护中的应用前景。关键词：膨润土表面活性剂羟基金属无机-有机复合膨润土吸附Thecharactersandusagesoforganicbentoniteandhydroxyl-metalmodifiedwerebrieflyreviewedinthispap

2、er.Andthentheresearchcourse,structureandsorptioncharactersofinorganic-organicbentonitewerespecified.Finallythepotentialusagesofinorganic-organicbentoniteinenvironmentprotectionwerediscussed.Keywords:bentonitesurfactanthydroxyl-metalinorganic-organicbentonitesorption膨润土是

3、一种以蒙脱石为主要矿物的粘土岩，蒙脱石是一种由二层Si-O四面体中夹一层Al-(O,OH)八面体所组成的层状铝硅酸盐矿物，由于其晶格内异价离子类质同相置换，膨润土表面带负电荷，这些负电荷往往由一些水合阳离子平衡[1]。水合阳离子在一定条件下可以被其它阳离子交换，膨润土的性质也因此而发生变化。阳离子表面活性剂交换水合阳离子后所得产物为有机膨润土，对水中有机物的吸附能力远高于原土，是水体有机污染物的一种潜在吸附剂[2-6]；而用羟基金属交换水合阳离子后制备的羟基金属改性膨润土（柱撑膨润土），具有很好的热稳定性，高比表面积，较强的表面酸性[

4、7-10]，同时对无机阴离子[11-13]以及重金属[14]等污染物也有良好的吸附能力。基于有机膨润土和羟基金属改性膨润土的一些优良性质，研究者用表面活性剂和羟基金属共同改性膨润土，试图得到一种同时具有有机膨润土和羟基金属改性膨润土某些优良特性的无机-有机复合膨润土。已有研究表明，无机-有机复合膨润土保持了有机膨润土对有机物的吸附性能，同时热稳定性和比表面积也有所提高［15］。本文简单回顾了有机膨润土和羟基金属改性膨润土的一些研究情况的基础上，重点介绍了无机-有机复合膨润土的研究历程，然后根据其特性，探讨了复合膨润土在环境保护中的应用

5、前景。1.膨润土基本性质膨润土又叫膨土岩或斑脱岩，是以蒙脱石为主要矿物成分的一种非金属矿产。蒙脱石的含量和性质决定了膨润土的基本特性。蒙脱石为含水的层状铝硅酸盐矿物，其主要化学成分是二氧化硅，三氧化铝和水，氧化铁和氧化镁的含量有时也较高。此外，钙、钠、钾等常以不同的含量存在于膨润土中。蒙脱石的晶体化学式为：(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O它的晶体结构由两层Si-O四面体中夹一层Al-(O,OH)八面体所组成，晶胞呈平行迭置，形成蒙脱石层间域，如图1所示[1,2]。Fig.1Crystalstruc

6、tureofmontmorillonite蒙脱石晶格内异价离子类质同向置换是其最基本、最重要的构造特性：蒙脱石的硅氧四面体和（或）铝氧八面体中的硅、铝离子能够被其它不等价阳离子（Fe3，Fe2，Zn2，＋＋＋Mn2+，Li等）所置换，形成层间永久性负电荷。因此蒙脱石可通过静电引力将水合阳离子＋Mg2，Ca2，Na，K，Li等吸附在其层间。这些被吸附的水合阳离子在一定条件下可以＋＋＋＋＋通过离子交换作用而被取代。取代的量可以通过一定的手段测定，这个数值就是蒙脱石的阳离子交换容量（CEC），一般为70-140mmol/100g。蒙脱石层间

7、水合阳离子主要是Ca2和＋Na，根据它们含量的不同一般可以分成钙基蒙脱石和钠基蒙脱石。钠基蒙脱石的交换性阳离子为Na+，电荷密度小，水化能低，底面间距为1.25nm，碱度高，pH值一般在8.5～10.6；钙基蒙脱石的交换性阳离子为Ca2+，底面间距为1.55nm，pH值一般在6.4～8.5。由于层间阳离子的水合作用，蒙脱石能够能吸附八至十五倍于自己体积的水量，吸水后体积膨胀可至三十倍于自身的体积[1]。＋蒙脱石层间域是膨润土物理和化学反应最活跃的区域，具有离子交换，层间吸附，交联柱化，层间聚合等性质。通过离子交化作用，膨润土可以用来制

8、备具有各种优良性质的改性膨润土，比如用阳离子表面活性剂交换膨润土层间水合阳离子而制备的有机膨润土，对有机物具有良好的吸附性能，是水体有机污染物的潜在吸附剂[2-6]；用羟基金属交换膨润土层间水合阳离子而制备的羟基金属复合