利用氨吸附漫反射红外光谱法探测蒙脱石的固体酸性

用氨吸附漫反射红外光谱学方法,借助图谱拟合解谱手段,探测了不同预处理温度下蒙脱石表面酸性变化特征,并分析了其变化原因。结果表明,低温热处理后的蒙脱石,其B酸和L酸量增大;经较高温度(400、600℃)煅烧的样品,层间距急剧减小,氨分子难以进入层间与酸位发生反应,可探测到的两种酸量都将减少。     

热处理温度与层间阳离子类型对蒙脱石固体酸性的制约机理

<正>蒙脱石是一种2∶1型的层状硅酸盐矿物,其结构中存在Brnsted(B酸)和Lewis(L酸)型固体酸位。这些固体酸位的存在,使得蒙脱石在工业催化体系中广泛应用。而在许多地质过程中,蒙脱石也扮演了重要角色,例如,烃源岩中有机     

运用吡啶吸附—拉曼光谱探测硅藻土表面酸位

运用吡啶吸附—拉曼光谱技术探测了硅藻土及其热处理产物的表面固体酸位。结果表明，室温下硅藻土表面经基均为吸附水覆盖，不显B酸性，结构中也无能够接受电子对的Lewis酸位。经热处理后，某些酸性羟基脱水使硅藻土呈弱B酸性，B酸位浓度在经650℃左右热处理后达到最大；另一方面，硅藻土中所含粘土矿物在650℃左右因脱羟而发生结构变化，产生配位不饱和的Al位，表现出L酸性。     

粘土固体酸的表面酸性调控及其催化活性

固体酸是７０年代末发展起来的一类新型的催化材料,对有机反应具有较强的催化活性,且副反应少,产物易分离,污染少［１］。粘土固体酸是以蒙脱石类粘土为基质材料,通过采用不同的物理或化学方法在不同的条件下调控层间域而制备的,其催化活性和选择性与其表面酸的类型、浓度及强度等有关［２］,为此我们采用离子交换法,以不同类型的阳离子为取代剂,在不同条件下取代交换进入蒙脱石层间,研究制备方法及条件对表面酸性的影响,并考察了催化性能。１　实验部分１－１　原料与试剂钠基膨润土（浙江临安产,主要成分为蒙脱石,用沉降法提…     

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．     

蒙脱石与铅锌溶液界面反应动力学

反应动力学研究表明,在近中性稀溶液中铅锌离子与蒙脱石之间界面反应包括表面配合、层间离了交换和金属离子水解沉演。其中金属离子水解沉淀反应仅是５０℃溶液中才明显观察到。而层间阳离子释放包含两个过程,即表面快速交换反应和层间扩散作用,可用一复合动力学方程描述。反应速率和质量平衡分析表明,较高的淌度和快速表面交换作用造成的溶液中氢离子浓度局域性“亏损”是造成金属离子水解沉淀的主要原因。蒙脱石对Ｚｎ吸附量大     

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。     

天然药用矿物蒙脱石除铅实验的微波应用

蒙脱石是一种药用矿物.天然产出的蒙脱石中常含有对人体有害的Pb等重金属元素.为了除去这些重金属元素,我们分别对蒙脱石进行了酸溶处理和EDTA萃取实验,在实验过程中分别采用了常规加热和微波加热.结果表明酸溶法只能除去65%左右的Pb,而在以下条件下Pb的去除率可达93.75%:O.05 mol/L的Na-EDTA溶液;固液比1:5;中档微波处理10 min.在该条件下经过处理的蒙脱石Pb含量小于5×10-6,符合药用标准.     

粘土矿物对形成过渡带气的催化作用研究

本文分析了有机质在粘土矿物中的赋存状态，测定了粘土矿物的表面酸、实验模拟了低演化程度的烃源岩及其抽提物干酪根＋不同粘土矿物的催化机制、并通过粘土催化醇脱水反应对粘土过渡带有机质成气机理进行了探讨。研究结果表明，过渡带气的形成主要是受蒙脱石粘土矿物的催化所致，其原因是成岩过程中蒙脱石向混层矿物转化在蒙脱石晶间发生大量的铝代硅，因此在粘土表面产生电荷不平衡而形成酸性，井以路易斯酸和布郎酸作用于有机质，使碳－碳键发生断裂以形成气态烃。     

高岭石和蒙脱石吸附胡敏酸的对比研究

高岭石和蒙脱石分别是暖湿和冷干气候带内典型土壤的代表性矿物,对二者吸附胡敏酸特点的对比研究可以为探索不同地带土壤中重金属的环境行为提供重要的依据。笔者通过一系列实验研究了pH值、离子强度和胡敏酸初始浓度对胡敏酸在高岭石和蒙脱石上吸附量的影响,重点剖析了引起高岭石和蒙脱石在吸附胡敏酸方面表现出的共性和差异的原因。研究结果表明:1)在pH=5条件下,胡敏酸在高岭石和蒙脱石上的吸附量均随着胡敏酸初始浓度和离子强度的升高而逐渐增加;2)胡敏酸在高岭石和蒙脱石上的吸附量均随着pH值的升高而降低;3)pH<6时,高岭石吸附的胡敏酸量多于蒙脱石,pH>6时则相反。这是由高岭石和蒙脱石在不同pH条件下吸附胡敏酸的机制不同造成的。在pH<6时,高岭石与胡敏酸之间的静电引力起主导作用,其次是配位交换作用和氢键作用。此时,蒙脱石以氢键作用为主要吸附机制。在pH>6时,高岭石和蒙脱石的主要吸附机制分别是疏水性作用和阳离子键桥。     

Studies on the solid acidity of heated and cation-exchanged montmorillonite using n-butylamine titration in non-aqueous system and diffuse reflectance Fourier transform infrared (DRIFT) spectroscopy

The effects of heating and cation exchange on the solid acidity of montmorillonite were investigated using n-butylamine titration in non-aqueous system and diffuse reflectance Fourier transform infrared spectroscopy. The number of total, Brønsted, and Lewis acid sites showed the same modulation tendency with increasing heating temperature, reaching a maximum at 120 °C and subsequently decreasing until it reaches a minimum at 600 °C. The Lewis acid sites result from unsaturated Al³⁺ cations, and their number increased with the heating temperature due to the dehydration and dehydroxylation of montmorillonite. The generation and evolution of Brønsted acidity were mainly related to interlayer-polarized water molecules. Water adsorbed on the unsaturated Al³⁺ ions also acted as a Brønsted acid. The acid strength of the Brønsted acid sites was dependent on the polarization ability of the exchangeable cation, the amount of interlayer water, and the degree of dissociation of the interlayer water coordinated to exchangeable cations. All cation-exchanged montmorillonites exhibited different numbers of acid sites and various distributions of acid strength. Brønsted acidity was predominant in Al³⁺-exchanged montmorillonite, whereas the Na⁺- and K⁺-exchanged montmorillonites showed predominantly Lewis acidity. Moreover, Mg²⁺- and Li⁺-exchanged montmorillonites exhibited approximately equal numbers of Brønsted and Lewis acid sites. The Brønsted acidity of cation-exchanged montmorillonite was positively correlated with the charge-to-radius ratios of the cations, whereas the Lewis acidity was highly dependent on the electronegativity of the cations. The acid strengths of Al³⁺- and Mg²⁺-exchanged montmorillonites were remarkably higher than those of monovalent cation-exchanged montmorillonites, showing the highest acid strength (H ₀ ≤ ?3.0). Li⁺- and Na⁺-exchanged montmorillonites exhibited an acid strength distribution of ?3.0 < H ₀ ≤ 4.8, with the acid strength ranging primarily from 1.5 to 3.3 in Li⁺-exchanged montmorillonite, whereas only weaker-strength acid sites (1.5 < H ₀ ≤ 4.8) were present in K⁺-exchanged montmorillonite. The results of the catalysis experiments indicated that montmorillonite promoted the thermal decomposition of the model organic. The catalytic activity showed a positive correlation with the solid acidity of montmorillonite and was affected by cation exchange, which occurs naturally in geological processes.     

凹凸棒石、膨润土和活性炭吸附油中色素的研究

通过对凹凸棒石和膨润土酸活性点的测定和比较,以及对凹凸棒石、膨润土和活性炭的比表面积、孔径分布以及对油中叶绿素和胡萝卜素吸附的比较研究结果表明:凹凸棒石的B-、L-酸活性点均比膨润土高;对于膨润土和凹凸棒土,酸活性点多、孔径较大、比表面积大对叶绿素和胡萝卜素的吸附越有利,L-酸活性点主要吸附胡萝卜素;吸附剂在对叶绿素和胡萝卜的吸附过程中,起决定作用的是吸附剂与吸附质之间的相互作用力,只有在作用力较强时,比表面积和孔径分布才会对吸附效果产生影响。     

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。     

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。     

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。     

不同产地矿物对有机-钛柱撑蒙脱石复合材料光催化活性的影响

以钛酸丁酯为前驱体,采用醋酸为酸催化剂制备TiO2溶胶,将制备的溶胶分别加入经表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵改性的河北、临安、安吉、内蒙古膨润土中,制备有机-钛柱撑膨润土复合光催化剂,并对其进行XRD、SEM、BET表征。结果表明,TiO2插入了膨润土层间,并以锐钛矿型的晶形存在,制备的复合光催化剂仍有较好的层状结构,其比表面积均比相对应的不同产地的膨润土的比表面积大。以甲基橙为目标污染物,考察了有机-钛柱撑膨润土复合光催化剂的吸附性能和光催化活性,发现所制备的复合光催化剂具有较好的光催化活性,而且用不同的膨润土合成的催化剂的光催化活性差别很大。膨润土的化学组成和层状结构上的差异是复合催化剂吸附性能和光催化活性差别的主要原因。其中有机-钛柱撑临安膨润土复合光催化剂的光催化活性最好。     

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。     

蒙脱石PVC塑料改性的初步研究

本文通过利用蒙脱石与PVC树脂复合生产流件列寒软管的试验,说明了蒙脱石填充的PVC复合材料可以使产品具有一定的柔软性和优异的耐寒性、抗老化性。     

蒙脱石类质同象置换的IR和ESR研究

对7个不同产地的蒙脱石样品提纯钠化后由化学分析得到它们的化学结构式。用红外吸收光谱(IR)和电子自旋共振(ESR)方法对这7个具有不同四面体和八面体内阳离子类质同象置换量蒙脱石样品进行了研究。IR吸收谱中R—OH振动和R—O—Si振动吸收带均随置换情况不同而变化。ESR谱表明Fe~(3+)离子在蒙脱石中有不同对称性的位置,并由于类质同象置换的不同,共振信号也有一定的变化。     

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。