柱撑粘土复合材料的研究进展及其在环境污染物治理方面的应用

以具有片状或层状结构以及较为规整的大孔结构的粘土材料为母体,在其层间引入不同阳离子化合物为柱化剂而合成出性能各异的新型柱撑粘土 (pillared clay)复合材料及其应用是目前环境地球化学研究中备受瞩目的研究前沿之一.对柱撑粘土复合材料的制备进展及其在环境污染治理中的应用进展进行了系统的综述,详细探讨了各种合成影响因素如有机阳离子、无机阳离子以及两者联用柱化剂的选择、复合材料热处理过程、表面酸化预处理等手段对合成柱撑粘土复合材料的制备及性能的影响,同时还对柱撑粘土复合材料在水体和大气环境中毒害有机污染物治理方面的应用进行了比较详细的综述.     

C10TAB,C14TAB,C18TAB柱撑蒙脱石层间域有机柱排布研究

用十烷基三甲基溴化铵（C10TAB）、十四烷基三甲基溴化铵（C14TAB）和十八烷基三甲基溴化铵（C18TAB）制备有机柱撑蒙脱石,并对产物进行X射线衍射表征。研究结果表明：柱化剂的浓度和烷基季铵离子的性质能影响烷基季铵离子在蒙脱石层间的排布模式。在柱化剂浓度较低时易形成平卧排列,柱化剂达到一定浓度时石蜡型结构方能形成,且直链烷基越长,烷基季铵离子在蒙脱石层问越易形成石蜡型倾斜排列。在平卧结构向石蜡型结构转化过程中可出现多种排列共存。     

蛭石矿物柱撑改性及其吸附污染物研究进展

蛭石矿物是我国的优势非金属矿种。本文从蛭石矿物的柱撑改性和对环境污染物的吸附性入手,系统综述了蛭石矿物的柱撑方法及改进方法;有机柱化剂在蛭石矿物层间域中的排布;蛭石矿物的柱撑机理以及蛭石矿物对重金属离子和毒害性有机污染物吸附特性。为拓展蛭石矿物的应用提供了较详尽的资料。     

河南信阳蒙脱石柱化研究 Ⅰ.多核金属阳离子结构合成

河南信阳蒙脱石柱化研究Ⅰ．多核金属阳离子结构合成吴平霄张惠芬肖文丁吴金平（中国科学院广州地球化学研究所，广州５１０６４０）（中国地质大学，武汉４３００７４）关键词多核金属阳离子柱撑蒙脱石柱化结构合成柱撑蒙脱石是由柱化剂（或交联剂）在蒙脱石层间呈“柱”...     

柱撑蛭石吸附去除废水中重金属离子的实验研究

分别利用有机柱化剂十二烷基磺酸钠(SDS)和无机柱化剂聚羟基铝(HA)对蛭石进行柱撑制得十二烷基磺酸钠柱撑蛭石(SDS-V erm icu lite)和聚羟基铝柱撑蛭石(HA-V erm icu lite),并通过XRD、红外光谱、ZETA电位等表征手段对柱撑蛭石进行表征,同时针对柱撑蛭石对Cu2 ,Cd2 ,C r3 3种重金属离子的吸附进行研究,结果表明:吸附去除率受反应时间、重金属离子的初始浓度、pH值等因素的影响,经柱撑后的蛭石对重金属离子吸附的吸附性能比蛭石原矿要强。柱撑蛭石吸附3种重金属离子的动力学吸附过程可用E lov icb方程和双常数方程进行较好的拟合。     

有机柱撑粘土(蒙脱石)的研究进展

有机柱撑蒙脱石是近年来受到广泛关注的一类有机-无机粘土复合材料，其优异的性能使其在许多领域都有巨大的应用潜力。本综述了有机柱撑蒙脱石的起源、发展、主要类型，探讨了有机柱撑蒙脱石的研究方向。     

粘土矿物在催化裂化催化剂中的应用

粘土矿物在催化裂化催化剂中的应用表现在三个方面：(1)在无定形硅铝凝胶引入之前,活性白土的使用代表着一个历史阶段;(2)层柱粘土的研究是目前国际上活跃的新型催化材料前沿课题之一,层柱蒙脱石的制备研究是当前最有吸引力的研究方向,铝多核羟基金属阳离子或有铝参与的多核羟基双金属阳离子柱化剂的研究制备是当前主要研究课题,并有从制备单一铝多核羟 基聚合金属阳离子柱化剂向制备铝和其它元素的多核羟基聚合金属阳离子柱化剂的方向发展的趋势;(3 )在寻求新催化剂载体中,伊/蒙间层等矿物的层柱化显得尤为重要,用高岭土作催化裂化催化剂载体,在目前和将来的一段时间内仍将发挥重要作用,高岭土的成因、矿物成分、杂质含量、结构羟基的热稳定性以及物理性质等对催化特性均有影响,并有可能从中寻找到无活性载体。应加强催化剂 载体的矿物学特征与催化特性间的相互关系研究。     

铝钛柱撑改性膨润土处理两种模拟废水的实验研究

以钠基膨润土为原料制备了铝钛无机柱撑、铝钛有机柱撑改性膨润土，确定了改性膨润土的最佳铝钛比和铝土比，并将其应用于模拟废水、化学实验室废水的处理。与原土进行比较，探讨了用量、pH值、搅拌时间等对COD去除率、色度去除率、浊度去除率的影响，通过正交实验对实验条件进行了优化。结果表明：有机柱撑改性膨润土、无机柱撑改性膨润土对废水的处理效果均明显好于原土，对废水色度、浊度的去除率均大于93％；对废水COD的去除效果，有机柱撑改性膨润土比无机柱撑改性膨润土有较大提高，去除率最高达66．31％，结果令人满意。     

河南信阳蒙脱石柱化研究 Ⅱ.柱结构的稳定性

河南信阳蒙脱石柱化研究Ⅱ．柱结构的稳定性吴平霄张惠芬肖文丁吴金平（中国科学院广州地球化学研究所，广州５１０６４０）（中国地质大学，武汉４３００７４）关键词柱结构稳定性蒙脱石柱化用ＮａＯＨ水解ＡｌＣｌ３水溶液得到的柱化剂撑柱蒙脱石，当ＮａＯＨ浓度为１．...     

HDTMA+柱撑离子空间几何尺寸与柱撑蒙脱石层间排列方式的研究

用X射线衍射方法对不同柱撑浓度条件下制备的HDTMA^ 柱撑蒙脱石系列样品进行研究，结合有机离子的理论空间几何尺寸，提出有机柱撑离子在层间的不同排列展布方式。水平单层排列的HDTMA^ 离子可以有两种不同的排列方式并分别对应于柱撑产物的不同底面间距，水平双层排列虽然也可形成两种不同的排列方式，但是柱撑产物具有相同的底面间距，并用联锁嵌合结构解释了有机离子在水平双层和假三层排列模式下其实际总体高度要低于各单层高度数字之和。     

锆基柱撑蒙脱石研究进展

锆基柱撑蒙脱石是近年来多孔材料研究的热点之一。由于大的比表面积、层间距以及孔容积,而具有良好的吸附与催化性能。近年来,锆基柱撑蒙脱石的研究进展主要集中在多种复合柱撑蒙脱石的制备,其应用多在有机物、重金属吸附和催化有机反应等方面,而对柱撑机理、层间结构的研究较少,有待深入。     

柱撑粘土矿物的研究新进展——新矿物材料研究综述之一

柱撑粘土矿物作为一种大层间距的多酸型层柱微孔材料,是一种性能优异的催化剂和吸附剂,本文在较全面分析前人资料的基础上,结合笔者所做的工作,对柱撑粘土矿物的制备性能表征及其应用最新研究进展进行综述与展望。     

层柱粘土及其在催化反应中的应用

层柱粘土是一类新型催化剂材料。它是微孔的固体，结构类似二维分子筛，分布有适合于很多有机反应所需要的催化剂酸性和孔，其层间距大于沸石分子筛的孔径，有利于较大反应物分子的反应，在层柱粘土催化剂作用下，一些催化反应显示出择形选择性。本论述了层柱粘土在有机反应中的应用及其一些示例。规则间层结构的粘土矿物兼有云母的稳定性和膨润土的可膨胀性，是制备稳定性好的层柱粘土的原材料。手性试剂改性的钛层柱粘土可用于不对称氧化反应，为高选择性的新型层柱粘土催化剂的研制提供了有意义的启示。     

层柱粘土研究的现状与进展

层柱粘土作为一类新型材料，已成为国际上地学、化学和材料学研究的热门领域。本文仅就国内学者目前讨论不多或注意不够的蛭石、金云母、伊／蒙间层、合成粘土和酸改性粘土的层柱化，Ga/Al、Si/Al、REE／Al等3类层柱粘土，表面活性剂改性，层柱粘土的离子交换和吸附性能与应用等几个问题加以论述。     

广东南海蒙脱石铝柱撑前后高温热变化的差异

对广东南海蒙脱石铝柱撑进行加热发现其前后高温热变化有比较明显的差异：铝柱撑蒙脱石的结构可保持到700C，其001面特征峰仅由1．6898nm减小到1．5601nm；900C时蒙脱石特征峰消失，并有部分尖晶石和无定形相生成；1100C时生成莫来石、尖晶石和玻璃相，其显微结构为玻璃相覆盖的细晶结构。与之相应的原料蒙脱石700C煅烧后001面特征峰由1．5121nm减小为0．9704nm；900C煅烧后，蒙脱石层状结构破坏；1100C煅烧后，有明显的方石英的峰值出现，1200C热处理后，莫来石衍射峰出现。     

非离子表面活性剂修饰纳米钛柱撑粘土材料的合成与应用

本文采用非离子表面活性剂聚乙烯醇(PVA)对粘土进行改性修饰,并以钛酸丁酯和盐酸分别为前驱物和酸催化剂,采用溶胶-凝胶法制备了PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料,对其进行了比表面积(BET)、热重分析(TGA)、X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征。实验结果表明,TiO2成功地插入了粘土层间,并以锐钛矿型的晶型存在,制备的柱撑粘土复合材料仍有较好的层状结构,其比表面积较原土有明显的增加,经过PVA修饰后柱撑粘土表面的疏水性得到了提高。以甲基橙的吸附和降解为模型反应,考察了柱撑粘土的吸附性能和光催化活性,实验结果发现PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料对甲基橙表现出了良好的吸附能力和较好的光催化活性。     

改性层状粘土矿物固体酸酸强度及其催化性能研究

用盐酸对高岭石和蒙脱石进行酸活化改性,再对酸活化后的蒙脱石进行羟基铝柱撑改性,然后采用X射线衍射仪对改性前后的矿物结构进行表征,并在此基础上,采用Hammett指示剂法,以正丁胺-环己烷滴定在H0为+4. 8～-5. 6酸强度范围的固体表面酸上,测出各粘土在不同酸强度下的酸量,拟合得到其酸强度分布曲线,最后以异丙苯裂解转化为模型考察了各粘土固体酸的催化性能。实验结果表明,高岭石和蒙脱石经酸活化后虽然可以提高异丙苯转化率,但是催化稳定性却有所降低;蒙脱石经过羟基铝柱撑改性后不仅大幅度提高了异丙苯转化率,而且还提高了催化稳定性。     

柱撑粘土矿物材料的晶体结构和晶体化学特征

以铝基柱撑粘土矿物和钛基柱撑粘土矿物为例，讨论了柱撑粘土矿物材料的晶体结构和晶体化学特点，Al多核笼状阳离子基团的结构形式为1：12Keggin型离子，Ti多核笼状阳离子基团的结构形式为2：19Dawson型离子，两类笼状阳离子的直径均在1nm左右，前者的高度约为0．9nm，后者的高度约为1．4nm，经与粘土矿物层间阳离子交换后，择位固定在粘土矿物层间，由于多核笼状阳离子与粘土矿物硅氧四面体之间形成了较强的化学键，其具有不可交换性，铝基柱撑粘土和钛基柱撑粘土的层间孔道分别为1．2nm*1.2nm*1.2nm，和0.52nm*0.52nm*1.60nm。柱粘土矿物材料有很好的化学稳定性和耐热性，且又有一定的层间化学活性，可用于催化剂载体，由于它又具有选择性吸附能力，有望制造成新一代环保材料。