焙烧对蒙脱石晶体结构和物化性能的影响

分别在450℃和650℃条件下对新疆柯尔碱膨润土进行了焙烧,并对焙烧前后膨润土进行了X射线衍射分析、阳离子交换容量测试、Zeta电位测试、红外光谱分析.结果表明:蒙脱石在450℃焙烧后已全部脱去层间吸附水,层状结构完整,此时阳离子交换容量变化不大,但电动电位有较显著降低;650℃焙烧后,蒙脱石脱去八面体中的羟基,层状结构仍然保持,物化性能上,阳离子交换容量显著降低,电动电位与450℃相比变化不大.     

四川三台钙蒙脱石的矿物学与有机化处理研究

对四川三台钙蒙脱石进行了矿物学和有机化处理研究。化学成分分析、晶体化学式与层间可交换阳离子数计算、X射线衍射分析和热分析都表明三台膨润土属钙基膨润土，属型为切托-Otay型。用十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵三种季铵盐阳离子表面活性剂对四川三台钙蒙脱石进行了有机化处理。结果表明，用十八烷基三甲基氯化铵处理的效果最好。     

膨润土中蒙脱石含量测试新方法研究

对于某一特定的膨润土矿,蒙脱石含量与阳离子交换容量呈正相关,以此为依据提出了一种确定蒙脱石含量的新方法——纯样品指标标定法。对山东莱西、潍坊两地膨润土矿的实际测定结果显示,利用纯样品指标标定法确定蒙脱石含量取得了较满意的结果,说明此方法具有较大的使用价值。该方法考虑了膨润土中杂质、蒙脱石层间可交换阳离子类型及端面电荷对测定结果的影响,推荐以钠基土为试样,在pH=4的条件下采用加权法测定蒙脱石含量。     

辽宁省彰武县三道沟地区膨润土矿床特征及成因探讨

三道沟地区膨润土矿床产出于早白垩世义县组(K1y)酸性火山岩中。经X射线衍射分析和阳离子交换容量及可交换阳离子数目的测试表明,膨润土中的蒙脱石为钙蒙脱石;矿床的矿石结构构造与成矿原岩有关,矿石化学成分与酸性熔岩相近,矿体形态及空间分布受酸性熔岩流相带的控制。因此认为,膨润土矿床成矿原岩为酸性玻璃质熔岩,矿床是由酸性玻璃质熔岩经水解脱玻化而形成,其成因类型为酸性熔岩水解型膨润土矿床。且指出时代较新的酸性火山岩,在玻质熔岩发育处都有可能找到膨润土矿;该区膨润土矿常伴有珍珠岩、沸石,所以珍珠岩、沸石的出现是最直接的找矿标志。     

甘肃金昌红泉镁基膨润土属型分类

膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土类矿物。确定膨润土的属型,实质上是依据蒙脱石晶层间吸附阳离子的种类及其丰度。 (一) 蒙脱石吸附阳离子的主要原因 1.蒙脱石是属于一种2:1层状结构,即由二个硅氧四面体片夹一个铝氧八面体片构成的层状体。蒙脱石因四面体中Al~(3+)置换Si~(4+)和八面体中Mg~(2+)置换Al~(3+),使蒙脱石晶层间产生永久性负电荷,为了保持晶格电荷平衡,因而晶层间具有吸附阳离子和交换性阳离子的性能。     

阴-阳离子表面活性剂复合柱撑蒙脱石的制备与表征

利用阳离子表面活性剂--十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)和阴离子表面活性剂--十二烷基磺酸钠(SDS)制备了一系列阴-阳离子表面活性剂复合柱撑蒙脱石.同时采用多种测试手段(碳、硫、硅含量分析、X射线衍射分析和热分析)对产物进行结构表征和性能分析.结果表明,SDS难以单独进入蒙脱石层间,但与HDTMAB作用后,SDS可以进入到蒙脱石结构层间.在复合物中有机碳量较低时,SDS对有机碳含量增加贡献明显,但其柱撑效率随着HDTMAB加入量增加而下降,至HDTMAB加入量大于3倍阳离子交换容量(CEC)时趋于平衡.在复合物中有机碳量较高时,HDTMAB负载量有下降的趋势,至HDTMAB加入量大于3倍阳离子交换容量时趋于平衡.SDS进入结构层内总体提高蒙脱石的有机碳含量,明显地增加产物的层间高度,并且改善其热稳定性.     

含膨胀性晶层层状硅酸盐矿物的层电荷表征方法及其原理

依据含膨胀性晶层层状硅酸盐矿物(PSEL)层电荷的大小把膨胀性晶层分为蒙皂石晶层和蛭石晶层两类。讨论了PSEL层电荷的产生与类型,综述了国内外关于PSEL层电荷的测试和表征方法的研究现状;分析了晶体化学式计算法、烷基季铵盐法和阳离子交换容量法的测定原理和计算方法。以四川三台蒙脱石样品为例分别用晶体化学式计算法及烷基季铵盐法计算了蒙脱石的层电荷,认为含膨胀性晶层层状硅酸盐矿物的层电荷研究对于层状硅酸盐矿物晶体化学具有重要的理论意义。     

相混合计算法确定蒙脱石含量的对比研究

基于X射线粉晶衍射分析、化学成分分析数据,依据物质平衡原理,应用相混合计算法对陕西洋县、河南确山、内蒙古赤峰三地的膨润土进行了定量物相分析。根据电子探针微区分析所得蒙脱石晶粒化学成分数据,采用以阴离子为基准的氢当量法,计算了膨润土中蒙脱石的晶体化学式。应用CELLSR软件,计算得到膨润土中各主要矿物的晶胞参数。通过与传统的确定膨润土中蒙脱石含量的吸蓝量法和X射线衍射多相Rietveld分析法进行定量对比,结果表明,相混合计算法是确定多种矿物共生的膨润土中蒙脱石含量最有效的物相分析方法。尽管受不同分析方法的误差积累影响,但是由该法确定蒙脱石的含量仍能保证±20％的计算精度。     

蒙脱石层电荷与有机改性蒙脱石凝胶性能关系研究

利用自然沉降法提取了山东两不同产地膨润土中的钙基蒙脱石矿物M1和M2,利用结构式推算法计算了两提纯蒙脱石的层电荷:M1单位半晶胞的层电荷为0.38,M2单位半晶胞的层电荷为0.59;利用十八烷基三甲基氯化铵对蒙脱石进行有机改性,并对有机蒙脱石凝胶性能和层电荷的相关关系进行研究。研究发现:蒙脱石单位半晶胞的层电荷越低,在水中的分散性越好,越有利于十八烷基三甲基铵阳离子的插层,相应有机改性蒙脱石在二甲苯和乙醇体系中的凝胶性能越好(如M1);蒙脱石单位半晶胞的层电荷越高,在水中的分散性越差,越不利于十八烷基三甲基铵阳离子的插层,相应有机改性蒙脱石产品的凝胶性能较差(如M2)。     

氧化铬柱支撑蒙脱石的制备研究

以浙江和新疆的膨润土为原料合成了氧化铝柱支撑蒙脱石,成柱溶液以Na2CO3为碱水解铝盐溶液制得。因为制备含有大聚羟基铬阳离子的成柱溶液是获得具有大的基面间距的柱支撑粘土的关键,我们详细研究了CO32-／Cr3＋值、水解温度和水解时间对所得柱支撑蒙脱石性质的影响。聚羟基铬阳离子通过阳离子交换引入蒙脱石,所得产物用X射线衍射分析和BET氮比表面等方法研究。所得氧化铝柱支撑蒙脱石（简称Cr－mont）的基面间距为2．55nm,BET氮比表面积为190～230m2／g。     

Enhancing the Adsorption Capacity of TMA-montmorillonite Toward HOCs

Organoclays synthesized with small organic cations can effectively adsorb hydrophobic organic compounds (HOCs), and the hydrophobic siloxane surfaces of clay minerals have been considered as the main adsorption sites for HOCs. Therefore, reducing charge density of clay minerals which can effectively increase the exposed siloxane surface areas has been generally used to enhance the adsorption capacity of organoclays towards HOCs. In this work, we will present a new method to increase the exposed siloxane surface areas of the synthesized organoclays and enhance their adsorption capacity. Firstly, the original inorganic cations on montmorillonite were exchanged with Li+, and then part of the Li+ (i.e., 20% to 60% of the montmorillonite’s CEC) were further exchanged with tetramethylammonium cation (TMA). After that ,the samples were heated at 200 ℃ for 12 h to make sure most of the Li+ were transferred to montmorillonite layers. With this method the layer charge of montmorillonite can be effectively reduced while the layered structure of montmorillonite will be preserved by pre-exchanged TMA. Finally, the remaining Li+ cations were further exchanged with TMA. The structural and adsorptive characteristics of the resulting organoclays were compared with those synthesized using traditional method (i.e., first reducing the charge density and then exchanging TMA).     

膨胀土阳离子交换量的测定

应用对膨胀土勘测样的蒙脱石含量和阳离子交换量测定数据 ,按行业标准对膨胀土进行了评判和分级。两种方法的判别和分级结果基本相符 ,能满足工程地质膨胀土的测试要求     

热处理蒙脱石的γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES),在乙醇-水混和溶剂中对预先经不同温度煅烧的蒙脱石进行改性。采用XRD、FTIR、热分析、元素分析、比表面积及孔分析等多种手段对产物进行分析。结果表明:硅烷主要赋存于蒙脱石层间,呈双层排布,少量嫁接于片层端面。热处理温度通过影响蒙脱石层间含水量,进而影响硅烷在层间的水解缩合。硅烷改性蒙脱石的过程为:硅烷分子通过阳离子交换插层至蒙脱石层间;随后水解生成的硅醇分子相互缩合;最终由于乙醇对硅烷水解的抑制作用以及蒙脱石片层相邻电荷位点存在一定的间距,与蒙脱石片层结合较弱的硅烷分子被洗脱,剩余的Si-O-Si交联网络在层间形成类似"柱子"结构。该硅烷改性蒙脱石与原始蒙脱石的比表面积相差不大,但其结构中微孔的比重增加。     

交换液酸碱度对OTAC在蒙脱石中吸附及复合物凝胶粘度影响

在蒙脱石有机改性体系中,交换液酸碱度对蒙脱石荷电性以及十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)的电离度影响很大,进而影响OTAC在蒙脱石中的吸附以及制备复合物的凝胶粘度。研究发现,在pH=3的强酸性交换体系中,蒙脱石端面可变电荷为正电荷,OTAC阳离子和蒙脱石之间静电斥力的存在不利于OTAC在蒙脱石上的吸附,吸附量和吸附率分别是0.943CEC和85.7%,制备复合物的凝胶粘度最低,分别是μ0min为45.67Pa·s,μ30min为16.52Pa·s;在pH=10的弱碱性交换体系中,由于蒙脱石层面和端面均带有负电荷,静电引力更有利于OTAC阳离子在蒙脱石层间交换及表面吸附,其吸附量和吸附率最高,分别为1.097CEC和99.71%,制备复合物的凝胶粘度也较高,分别是μ0min为95.93Pa·s,μ30min为37.67Pa·s;在强碱性交换体系中,当pH=11和13时,蒙脱石对OTAC的吸附量和吸附率降低明显,吸附量分别为1.08CEC和1.058CEC,吸附率分别降到98.20%和96.18%,对应复合物的μ0min分别为96.52Pa·s和93.52Pa·s,μ30min分别为36.57Pa·s和36.53Pa·s,究其原因由于交换液中OTAC阳离子和高浓度的钠离子在蒙脱石层间和表面存在竞争吸附导致蒙脱石层间钠离子的交换难度加大。     

金云母-蛭石间层矿物阳离子交换容量的影响因素研究

采用氯化铵交换-原子吸收光谱法和CaCl2-甲醛缩合法测定3个金云母-蛭石间层矿物样品的各阳离子交换分量和阳离子交换总量,通过分析样品粒度和溶液pH值对阳离子交换容量的影响及晶层端面水解使表面荷电的特点,确定样品的等电点.结果表明,随着粒度的增大,样品的阳离子交换容量逐渐减小;随着pH值的增大,样品的阳离子交换容量先急剧减小(pH=2～5),后趋于平缓(pH=5～9),而后再急剧减小(pH=9～11.5),这些变化主要与晶层端面的水解作用和八面体片阳离子的溶出作用有关;样品的等电点为pH值≈9.研究结果对于排除端面水解作用对阳离子交换容量的影响和进一步确定蛭石晶层的层电荷具有重要的意义.     

Alteration of the Callovo–Oxfordian clay from Meuse-Haute Marne underground laboratory (France) by alkaline solution. I. A XRD and CEC study

The reaction of the clay fraction of the Callovo–Oxfordian hard shale formation hosting the French underground laboratory site, with high pH NaOH, KOH and Ca(OH)₂ solutions has been investigated through closed system experiments at 60, 90 and 120 °C over 6, 24 and 168 h. The mineralogical composition of the run samples has been determined using X-ray diffraction (XRD) of randomly oriented powders showing the formation of different species of zeolites (analcime, chabazite, phillipsite) and Ca silicates (tobermorite, katoite). The phyllosilicates were studied using XRD of oriented preparations and cation exchange capacity measurements. Detrital or diagenetic mica and chlorite in the <2 μm fraction remain unchanged. On the contrary, the smectite and random illite–smectite mixed layer minerals are strongly reactive. The expandable layers of montmorillonite type are selectively dissolved while beidellitic ones survive or are transitionally formed.     

蒙脱石对赖氨酸和壳聚糖的吸附实验研究

粘土矿物对有机质的吸附是自然界重要的过程之一。科学界对于有机质与粘土矿物的相互作用过程和机制研究仍处 于一个比较薄弱的阶段。该文采用天然有机质赖氨酸（左旋） 和壳聚糖与蒙脱石进行室内合成模拟实验,通过X射线衍 射、化学分析和红外光谱分析的手段对反应产物进行系统研究。结果表明,蒙脱石对赖氨酸和壳聚糖的吸附均存在两种机 制：阳离子交换和有机分子间的相互吸引。赖氨酸在蒙脱石层间的排布有三种构型,随着赖氨酸浓度的增加分别以倾斜 式、垂直呈“之”字形排列,最后形成第二排并可能生成简单肽;氨基酸的净电荷是影响吸附过程的重要因素,主要与pH 值相关。壳聚糖能在蒙脱石层间形成分层结构,溶液的pH值和无机盐的存在都会影响吸附过程。壳聚糖-蒙脱石复合体在 常温常压下水溶液中能稳定存在,而相同条件下赖氨酸易从蒙脱石层间释放,这主要是由有机质本身的性质以及有机质和 蒙脱石的结合方式决定的。