铁盐水解法制备铁层柱蒙脱石及其结构特性研究

利用低角度X射线衍射、红外光谱、喇曼光谱及孔结构分析,研究了用铁盐水解法制备的铁层柱蒙脱石的结构与性质。所制得的铁层柱蒙脱石以介孔型层离结构为主,微孔型柱撑结构为辅。前者为蒙脱石片层与铁离子水解产生的聚合羟基铁簇合物堆垛而成的卡房状结构,与d值为6.4±1.0nm的X射线衍射宽峰相对应;微孔型柱撑结构则与d值约1.5nm的(001)衍射峰相对应。所合成的系列铁层柱蒙脱石中最大的比表面积和孔容分别为215.7m2/g和0.291mL/g。500℃热处理后,仍保存铁层柱蒙脱石的介孔结构。铁层柱蒙脱石富含阴离子(NO3-),并作为平衡铁水解聚合物正电荷的反离子而稳定存在,可为磷钨酸离子[PW12O40]3-所交换。铁层柱蒙脱石的新型结构和特殊性质在催化剂、载体与吸附剂等领域具新的应用前景。     

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。     

羟基铁铝柱撑蒙脱石Keggin结构的稳定性

本文利用Ｋｅｇｇｉｎ结构可以发生类质同象置的性质,制备了含过渡金属离子Ｆｅ的羟基铁铝撑蒙脱石。     

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。     

TDTMA+-柱撑蒙脱石吸附硝基苯的实验研究

以阳离子表面活性剂(十四烷基三甲基溴化铵,TDTMBA)为柱撑剂,在不同浓度条件下(0.2 CEC～2.5 CEC)制备了一系列柱撑蒙脱石,并通过XRD对有机蒙脱石进行表征,研究季铵盐离子在层间的排列结构.同时针对TDTMA -柱撑蒙脱石对硝基苯的吸附进行研究.实验结果表明,吸附去除率受硝基苯的初始浓度、反应时间等因素的影响,而与pH值没有太大的关系.经过柱撑改性后,粘土对硝基苯的吸附能力较原土有了明显的提高.随着层间柱撑浓度的增大,柱撑蒙脱石对硝基苯的吸附量也增大.另外钙基蒙脱石和平卧双层,倾斜单层以及倾斜双层的结构的TDTMA -柱撑蒙脱石对硝基苯的吸附等温线符Freundlich和Langmuir等温方程,假三层结构的TDTMA -柱撑蒙脱石对硝基苯的吸附等温线符合Linear等温方程,这表明前者是以表面吸附为主,后者是以分配作用为主.     

柱撑蒙脱石制备与表征

本文采用多种方法制备keggin离子，并探索出制备稳定keggin离子的适宜酸碱度，用此柱化剂制备出层间距为2．4～2．5nm的柱撑蒙脱石。应用X射线走向衍射技术、红外光谱、差热分析对往撑蒙脱石进行表征，用BET、吡啶吸附考察了其表面物理化学性质。结果表明，用Keggin离子制备出的柱撑蒙脱石其层间距在自然状态下为2．4～2．5nm，350C灼烧，层间距稳℃定在1．8nm，且具有耐热性能好、较大的比表面积和较强的Lewis酸位中心等特点．     

柱撑粘土的晶体结构模型

根据X射线衍射、电子探针等实验数据综合分析和理论计算，讨论了柱撑基团[Al13O4(OH)24(OH2)12]^7 和[Ti20O32(OH)12(OH2)18]^4 在粘土矿物结构单元层层间的分布，铝基和钛基的笼状离子作用范围分别相当于粘土矿物的10个和6个晶胞。羧基铝柱撑蒙脱石层间孔道高度为0.9-1.2nm，直径为1.5nm；理论孔道率为84％，有效孔道率为56％。钛基柱撑蒙脱石的层间孔道高度为1.34-1.60nm，直径为1.0nm，理论也道率为75％，有效孔道率为50％。根据柱撑离子基团的两种类型，可把柱撑粘土分为Keggin型柱撑粘土和Dawson型柱撑粘土。     

钛柱撑蒙脱石的表面活性研究

利用吸附吡啶的红外光谱对采用水解法和Sol—Gel法制备的钛柱撑蒙脱石和Ti—PLMs表面的酸位进行分析，结果表明：在蒙脱石表面主要存在羟基功能基和L酸位，Ti—PLMs表面除了有很强的L酸位，还出现B酸位。水解法和Sol-Gel法制备的Ti—PLMs相比，后者的L酸位较多,而B酸位较少,认为Ti—PLMs表面的酸位，尤其是B酸位，主要来自于层间产生的TiO2柱子。     

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。     

微波处理TiO2柱撑蒙脱石的光催化性能

采用微波处理方法合成了TiO2结晶体柱撑蒙脱石光催化材料,采用XRD、BET吸附和降解甲基橙实验分析了柱撑蒙脱石的结构、锐钛矿金红石晶相比例、比表面积和光催化性能。结果证实,微波功率与辐照时间等条件将影响材料的结构与性能;与传统加热方式比较,微波处理可获得锐钛矿相含量高的混晶TiO2;该TiO2柱撑蒙脱石具备优异的光催化性能。     

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。     

聚羟基铝柱撑蒙脱石吸附重金属离子实验研究

利用keggin离子对蒙脱石进行柱撑制得聚羟基铝柱撑蒙脱石,研究柱撑蒙脱石对Cu^2＋,Cd^2＋,Cr^3＋3种重金属离子的吸附。结果表明：未经焙烧的柱撑蒙脱石对Cu^2＋,Cr^3＋离子的吸附性要比原矿好,而经400℃下焙烧的柱撑蒙脱石对Cd^2＋则有更好的吸附性。用腐殖酸对柱撑蒙脱石改性能提高柱撑蒙脱石对3种重金属离子的吸附性能,柱撑蒙脱石对3种重金属离子的吸附量都随pH值的升高而增加。另外还对柱撑蒙脱石对3种重金属离子的吸附动力学进行了研究．发现其动力学吸附过程可用Elovicb方程和一级动力学方程进行较好的拟合。     

柱撑蒙脱石吸附水中硫酸根离子的实验研究

在实验条件下，制备了两种柱撑蒙脱石，用X射线衍射分析和BET N2比表面积分析对其进行了表征，并对水中的硫酸根离子进行了吸附试验，通过正交实验研究了柱撑蒙脱石对水中硫酸根离子的吸附率、吸附容量及其与硫酸根离子初始浓度、PH值、吸附时间等因素间的关系，确定了它们吸附硫酸根离子的适宜条件，并与钠蒙脱石对水中硫酸根离子的吸附情况进行了对比。在此基础上初步探讨了吸附的机理，认为A13及Al2O3柱撑蒙脱石具有很强的吸附硫酸根离子的能力，在pH分别为4和5时硫酸根离子去除效果最好。     

氧化铬-铝混杂柱支撑蒙脱石的制备和性能

以浙江和新疆的膨润为原料合成了氧化铬－铝混杂柱支撑蒙脱石。分别用铝盐及铬盐溶液,经碱水解生成的聚羟基铬－铝混杂阳离子的成柱溶液,聚羟基铬－铝混杂阳离子通过阳离子交换引入蒙脱石,所得产物的性质用Ｘ射线衍射、热分析、红外光谱和ＢＥＴ比表面及孔径分布测量等方法研究并与氧化铬柱支撑脱石（简称铬蒙脱石）的性能进行比较,所得氧化铬－铝混杂柱支撑蒙脱石（简称铬－名蒙脱石）,其基面间距较高（２．１ｎｍ＾２／ｇ,这     

蒙脱石中铁的赋存状态的研究

通过对徐闻、三水、高州等地五个样品的Ｘ射线衍射分析，化学全分析，分析它们为含铁量不同的蒙脱石，层间可交换阳离子主要为Ｃａ＾２＋。几个样品穆斯堡尔谱表明铁主要以Ｆｅ＾３＋的形式存在，含铁量较高的样品ＸＧＡ、ＸＳＡ、ＳＳ的谱可以拟合出Ｆｅ＾３＋的二对四级双峰，表明铁在蒙脱石中占据两种不等同的八面体位置。     

有机-无机柱撑蒙脱石的制备与脱硫性能

用钠化改性的蒙脱石为基质,采用超声波法合成了具有一定比表面积的十六烷基三甲基氯化铵(HDTMA-Cl)-锌铝柱撑蒙脱石。以有机-无机复合柱撑蒙脱石为负载基质,制备以锌、铜、锰复合氧化物为活性组分的脱硫剂,采用X射线粉末衍射(XRD)和比表面积测定(BET)对其进行表征。以天然气中的硫化物(H2S、CS2、COS等)为脱除对象,对制备的脱硫剂进行脱硫实验,根据出口硫化物质量含量探讨了在不同的复合柱撑蒙脱石负载基质用量、温度、压强及空气流速条件下,使用所制备脱硫剂对脱硫实验效果的影响。对脱硫效果进行对比,认为复合柱撑蒙脱石负载基质的用量占脱硫剂的30%时脱硫效果好。脱硫最佳工艺条件为:脱硫温度为250℃,压强为1.0 MPa,空速为1000 h-1。     

铁柱撑蒙脱石可见光催化降解活性艳橙性能及动力学研究

采用铁柱撑蒙脱石（Fe-Mt）作为光催化剂,与H2O2在可见光条件下形成异相photo—Fenton（异相光芬顿）试剂对活性艳橙（X—GN）进行降解实验,研究不同反应体系对X—GN的降解情况,以及X—GN浓度、PH值、催化剂用量、H2O2浓度、反应温度等不同因素对X—GN光解过程的影响。结果表明：可见光照射下,在反应温度为30℃,pH为3．0,H2O2浓度为4．9mmol／L,Fe—Mt用量为0．6g／L,Fe-Mt／H2O2的可见光体系下,降解X—GN效果最好,140min后X—GN的降解率为98．5％;在此基础上进行的动力学研究则表明反应接近于表观一级反应。