探究活性白土的化学改性及其作用机理研究

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1、广西大学硕士学位论文活性白土的化学改性及其作用机理研究姓名：高晓薇申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：韦藤幼20100501活性白土的化学改性及其作用机理研究摘要活性白土是一种性能优异的无机层状材料。为了进一步提高活性白土的使用价值，拓展其应用领域，本文对H型活性白土和T型活性白土分别进行了无机改性和有机改性，并从反应活性部位及传质角度探索了改性反应的过程机理。在无机改性中，以Ca(OH)2为改性剂，得到碱性钙基膨润土。分别使用湿法、无干燥半干法和半干法三种方法进行改性，考察了半干法中干燥速度对改性反应过程的影响。实验结果表明：半干法的改性效果最佳，无机改性同时发生在活性白土层

2、间的Bronsted酸活性中心和八面体结构上的Lewis酸活性中心，H型活性白土的改性量为1．041mmol·g-1，T型活性白土的改性量最高可达1．654mmol·g-1；改性过程受活性白土层间吸附水的逸出速度、Ca(OH)2的扩散平衡速度、Ca(OH)2的溶解度三个过程因素共同控制，应结合考虑反应温度与反应物料厚度以控制干燥速率，使得改性效果达到最佳。在有机改性反应中，以十六烷基三甲基季铵碱为改性剂，得到有机膨润土。分别使用湿法和半干法进行改性，对湿法改性中的改性剂用量及液固比条件进行了优化，对湿法改性反应的过程进行了研究。实验结果表明：有机改性主要发生在活性白土层间的Brons

3、ted酸活性中心，H型活性白土的改性效果优于T型活性白土，湿法的改性效果较好，H型活性白土的改性量最高可达0．781mmol·gMM'V1；最佳CTMAB用量为0．7倍活性白土用量，最佳液固比为10：1；由活性白土的有机化学改性制备出的有机土初步显示出传统有机土的特性；活性白土的有机改性过程中既有化学反应又有物理吸附，物理吸附可能存在于改性剂分子之间。傅里叶红外光谱表征表明，碱性钙基膨润土中均存在Ca2+和OH-的特征峰，有机膨润土中均存在有机物的烷基特征峰。X射线衍射表征显示，活性白土的层间距约为1．3nin，碱性钙基膨润土的层间距增加至1．5nlTI，有机膨润土的层间距增加至1．

4、9nnl，两种土保持层状结构，晶形完整。活性白土的化学改性成功。关键词：活性白土无机改性有机改性机理ⅡSTUDYONCHEMICALMODIFICATIONOFACTI、厂ATEDCLAYANDITSⅣ匝CHANISMABSTRACTActivatedclayisaninorganiclayermaterialwithexcellentproperty．Inordertoimproveitsvalueofutilizationandexpanditsapplication，inorganicmodificationandorganicmodificationwerecarriedon

5、HactivatedclayandTactivatedclayrespectively,theprocessmechanismofmodificationwasresearchedonactivatedcentersandmasstransmission．Ininorganicmodification，Ca(OH)2waschosenasmodifierandalkalineCa—bentonitewasobtained．Wetmethod，semidryingmethodwithoutdrying，andsemidryingmethodweretakentomakethemodif

6、ication，theeffectofdryingrateonmodificationprocessWasresearchedinsemidryingmethod．Theresultsshowedthattheeffectofmodificationwasbestwithsemidryingmethod，thereactiontookplacenotonlyintheactivatedcentersofBronstedacidbutalsointhoseofLewisacid；theinorganicmodifiedamountofHactivatedclaywas1．041mmol

7、’g-1andthatofTactivatedclaywas1．654mmol。91atmost；themodificationprocesswascontrolledbythediffusionrateofwaterintheinterlayerofactivatedclay,thebalancediffusionrateofCa(OH)2andsolubilityofCa(OHh，thetemperatureandthicknessofmaterial