蒙脱土的改性及其在环境修复方面的应用

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1、潼压料技大筝论文题目：蒙脱土的改性及其在环境修复方面的应用学科门类：工学一级学科：材料学培养单位：材料科学与工程学院硕士生：张亚莉导师：赵彦钊教授王兰教授2014年5月MODIFICATIoNoFMoNTMoRILLoNITEANDITSAPPLICATIoNINENVIRoNMENTALREMEDITIoNAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringScience．Supervisor：

2、Prof．．Y．．．a．．n．．．z．．h．．．a．．o．．．．Z．．．h．．．a．．．o．，Prof．．L．．．a．．n．．．．W．．．．．a．．．n．．g．．May2014蒙脱土的改性及其在环境修复方面的应用摘要蒙脱土是典型的2：1型层状硅酸盐，其特殊的层状结构赋予了蒙脱土很多性能。蒙脱土具有大的比表面积、良好的吸附性能、离子交换性及层间可调控等特点，我国蒙脱土储量丰富、价格低廉，因此将蒙脱土作为吸附剂或催化剂载体应用在环境修复方面，将会带来很大的经济效益。然而天然蒙脱土不能很好的满足使用过程中的要求，为了扩大蒙脱土的应用领域，必须对天然蒙脱土进行改性。本论文利用有机、无机改性剂制各出两类

3、改性蒙脱土，主要做了以下几方面的研究：1)利用表面活性剂制备出一系列有机蒙脱土，考察了有机改性剂的种类对改性后蒙脱土结构和性能的影响，确定出效果较好的改性剂并对其制备条件进行优化。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)等手段对制备的样品进行表征。证实了阳离子表面活性剂可以与蒙脱土层间的离子发生交换作用进入到层间，使其层间距增大，而阴离子表面活性剂不能。在苯乙烯中的分散及对苯酚的吸附实验表明，成功改性的蒙脱土其化学极性和界面微环境发生了变化，由改性前的亲水疏油型变为亲油疏水型，在苯乙烯中的沉降速度较慢，达到恒定沉降体积所需时间较长，对苯酚的吸附性能也得到

4、显著的提高。2)研究了水热法制备无机改性剂硫化铋的条件，对比了不同种类的铋源、不同种类的矿化剂对产品结构及性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外。可见吸q殳(UV-Vis)等手段对制备的样品进行表征。结果表明矿化剂的存在对晶体成核和生长有着重要的影响，在其它条件相同的情况下，与氢氧化钠相比尿素作为矿化剂可显著降低水热反应体系的温度，产品的纯度较高，结晶良好，晶体生长较完整，具有良好的光催化活性。当矿化剂及水热条件相同时，与五水合硝酸铋相比氯化铋作为铋源制备的产品具有较高的光催化活性。3)采用水热法制备出了硫化铋／蒙脱土复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显

5、微镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段对制备的样品进行表征。证实了载体蒙脱土与活性组分硫化铋之间发生了相互作用，硫化铋负载成功，蒙脱土仍保持原来的层状结构，这种稳定性的结构使得复合材料兼备了硫化铋和蒙脱土两者的一些性质。适量的蒙脱土可以提高硫化铋的光催化活性，当蒙脱土超过一定量时，光催化活性反而会降低。与纯硫化铋相比，复合材料的比表面积发生了很大的变化，单位质量的样品中所含无机活性组分的量明显减少，但是光催化性能却相差不大，因此比表面积对硫化铋光催化性能有显著地影响。关键词：蒙脱土改性，表面活性剂，无机活性组分，硫化铋，环境修复IIMoDIFICATIoNoFMoNTMoRILLoNITEA

6、NDITSAPPLICATIoNINENVIRONMENTALREMEDIATIoNABSTRACTMontmorillonite(MMT)isakindoftypicallylayeredsilicatewhichhasalotofspecialproperties．MMTpossesseslargesurfacearea，ion—exchangeproperty,adsorptionpropertyandtheirlayeredstructurecanbecontrolled．MMTisverycheapandabundantinourcountry．MMTasadsorbentorcat

7、alystcarrierwillhavethehugeeconomicefficiencytoresolvetheenvironmentproblem．However,naturalMMTcan’tmeettherequirementswell．InordertoexpandtheapplicationofMMT,itisnecessarytomodifynaturalMMT．Inthethesi