柱撑粘土矿物材料的制备和应用

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1、矿床地质二坚J三兰————————一翌坚!坠些竺竺!坚!箜：!堂堂型柱撑粘土矿物材料的制备和应用术PreparationandApplicationofPiflaredClayMineralMaterials管俊芳陆琦汤中道雷新荣(中国地质大学测试中心，湖北武汉430074)GuanJunfang,LuQi,TangZhongdao,LeiXimong(ChinaUniversityofGeosciences．Wuhan430074．Hubei，China)]摘要柱撑粘土是～种新型的复合材料，近年来，国内外对其进行了广泛和深入的研究。作为新型催化剂、吸附剂，它在石油化工、环境科学和材料科学领

2、域具有广泛的应用前景。文章论述了国内外阳离子粘土复合材料制备、性质、表征和应用的现状。关键词柱化剂柱撑粘土应用X柱撑粘土被认为是比沸石分子筛有更大的层问孔的二维分子筛，从20世纪70年代开始，国内外学者对其做了深入的研究。作为一种分子级复合材料，柱撑粘土复合材料以其独特的优势在许多领域也得到了应用，如作为催化剂和催化剂载体、择型吸附剂、离子交换剂、离子导体、电极、传感器和光功能材料等。本文综述了这类材料的制作、应用的现状及前景。I柱撑粘土材料的制备柱撑粘土矿物材料的制备分两步：首先是柱撑溶液的制备，其次是粘土矿物母体的选择及与柱化剂的交联。柱撑溶液中的单金属聚阳离子的种类、多金属聚阳离子的种

3、类皆影响柱撑粘土的性能。IA柱撑溶液的制备和类型柱撑溶液(柱化剂、交联剂、插层剂)是层柱粘土研究中最重要的内容。目前国内外的研究热点是聚合羟基金属阳离子(郝玉芝等，1989)，适合于Al、zr、cr、Fc、Si、Ga,、Ti、V、La、Ce、Mo、Ga、co、Sn、B等单金属聚阳离子和Fe／AI、Si／AI—Cr／A1、Si／Ti、Ga／Al、Ce／Al、wAl、Zr／AI等双金属聚阳离子。用聚合羟基金属阳离子法制备柱化剂，基本原理是金属氯化物在一定的碱性条件、一定的温度、一定的时间内静止陈化而成(Pinnavia，1983；Sterte，1992；Dongeta1．，1993；Robert

4、ctaL_；Volzoneeta1．，】993；Croziereta1．，1999；Bahranowskieta1．，1997；kloproggeeta1．，1994；赵东源等，1993)。并有从单一铝多核羟基聚合金属阳离子向铝与其他金属元素的多核羟基聚多金属阳离子方向发展的趋势，双金属聚阳离子柱化剂是目前研究的热点。L2柱撑粘土材料的制备1．2．1粘土矿物的选择自然界的粘土矿物有很多种，由于本身结构的特点，决定用于制各柱撑粘土的粘土矿物种类有限。国外主要是蒙脱石、皂石、贝得石、锂皂石等蒙皂石族矿物，另有累托石、蛭石、水滑石、伊，蒙混层等。而我国以蒙脱石为主，其次是累托石和合成水滑石。‘本文

5、得到地质行业科学技术发展基金项目(959620)资助第一作者简介管俊芳．女，1965年8月生，在读博士研究生．主要从事矿物材料的研究。鼍J第21卷增刊管俊芳等：柱撑粘土矿物材料的制各和应用817。————————————————————_———————————————————————————————————————————————————————————————————一1．2．2柱撑粘土材料的制各·柱撑粘土材料的制备主要有稀溶液法和泥浆法。稀溶液法首先将提纯的粘土矿物按一定的比例分散到蒸馏水中，制成悬浮液，然后将柱撑溶液缓慢滴入悬浮液中，并不断地搅拌，经水洗、烘干即得产品。泥浆法是在提纯的

6、钠饱和蒙脱石中加入一定的蒸馏水制成泥浆，然后按一定的比例将泥浆缓慢地滴加到柱撑溶液中，并不断地进行搅拌，经过水洗、烘干即得产品。从目前的文献看，柱撑粘土的制备常用的是稀溶液法。柱撑粘土材料的性能与制备过程的条件有关，粘土与柱化剂的比例、陈化时间的长短、搅拌的情况等都影响柱撑粘土材料的形成(郝玉芝等，1989；Dongetal．，1993；陶龙骧，1998)。不同学者的制备条件不同，但制备的程序大致相同。1．2．3柱撑粘土材料的性质不同的粘土矿物和不同的聚合物制成的柱撑材料的性质不同(表1)。从热稳定性看，加稀土改性的要表l多核羟基双金属聚阳离子柱撑粘土与单金属聚阳离子柱撑粘±性质的比较柱撑粘

7、土dⅪl抽n髓1№129。1)耐温街co转化率懦选择性，％ZrlAI—P[LCI70200～500500Fe，Al-PILCI70280500Zr-薮脱石130700Ce／AI-蘩脱石230700La／AI-蒙脱石260490Ct-鼙脱石268433500Al-羹脱石1-177400si-羹脱石800LMAI一蒙脱石1舳264500Cr-蒙脱石155129．450Si／Zr-薮脱石120750Zr-蒙脱石18