膨润土改性的研究进展

１ １３ 微 波 活化 法 ＿．
温度 超过 ６０ 时 ， ０ 比表 面 积 逐 渐 呈 下 降 趋 势 。以
上结果很可能是 由于温度 的升高 ， 吸附剂 结构 中的
沸石 水 和结 晶水析 出 ， 面积 增大 ， 表 提高 了吸 附质所
能进 入 的 自由位 置 的数 目。 当 温 度 超 过 ６ ０Ｃ时 ， ０￣
（ｋ ９３ ） ｚ０ １７
收 稿 日期 ：００— ８—１ ２１ ０ ７
作者简介 ： 艳 （９ ３一 ， ， 士， 王 １８ ） 女 硕 研究方 向： 淀粉废水处理． ｍ ｉ ｗ ｎｙ ７ ４７ ＠１３ ｔｍ Ｅ～ ａ ：ａｇａ １２９ ６ ．ｏ ｌ ｎ
第３ ６卷 第 １ 期
２１ ０ １年 ２月
盐结 构 ， 个单 元 晶层 是 由两 边 的硅 氧 四面 体 层 中 每
间夹 着一个 铝 氧 八 面 体层 而成 的三 层 结 构 ， 边 的 两
在不 同温 度下焙 烧 ， 先后 失去 表面 水 、 水化 水 和结 构 骨架 中 的结 合 水 ， 就 减 少 了重 金 属 吸附 过 程 中膨 这
子 的扩散 ， 由于 Ｈ ＋ 子 半 径 小 于原 土 问 阳离 子半 离
径， 置换后 消 弱 了层 间 键 合 力 ， 状 晶格 裂 开 ， 间 层 层 距变 大 ， 附 性 能 大 大 提 高 ； 如 ， 的 半 径 小 于 吸 例 Ｈ
Ｋ Ｎ 、 ａ Ｍｇ 、 ａ Ｃ 、 等离 子 ， Ｈ 用 置 换 层 问 的 Ｋ 、
能力 。
膨润 土虽然 具 有 较 好 的 吸 附 性 能 ， 是 在含 重 但
金 属 离子废水 处 理 的工 业 应 用 中 ， 接 利 用膨 润 土 直
原 土往 往不 能达 到 满 意 的效 果 ， 般 须 将 膨 润 土经 一 过 改性 后再应 用 于废 水处 理 。
１ １ 活化 改性 法 ． １ １ １ 焙 烧活 化 改性法 ． ． 在适 当温度 下 ， 将士 焙烧 一段 时 间 ， 然膨 润 土 天
变化 ， 为焙烧 活化 法 。此 法 可增 加 膨 润 土 的孔 隙 称
率 和 比 表 面 积 ， 大 膨 润 土 的 吸 附 容 量 。Ｎ ｓｅ 增 ａｅ ｍ
等 Ｉ研 究发 现膨 润 土 在 １０ 一２０ 活化 后 ， 水 ｌ ５℃ ０℃ 对
间吸附吸入 阳离子 （ Ｎ ， ， ａ ） 阳离子种 如 ａ Ｋ Ｃ“ ， 类 、 量 的变化 可 以形 成不 同类 型 的蒙 脱石 。 数
由于 晶 体 摺 曲 ， 可 以 进 人 表 面 积 急 剧 降 低 。 而 使
４ ０Ｃ时焙烧 膨润 土既 驱 除 了结 构 通道 中 的表 面水 ， ５￣
又不致 破坏 结构 骨架 和卷 边构 造 ， 高 了 吸附性 能 。 提
李梦 耀等 天然 膨 润土 在 ３ ０Ｃ 一 ０ ￣ 烧 ， 所 ０ ￣ ６ ０Ｃ焙 将
Ｎ 、 ａ Ｍｇ 后 ， 理 后 的膨 润 土 与 原 土 相 比 ， ａ Ｃ 、 处 孔
道 和孔 隙结 构 有所 改 善 ， 土较 为 致 密 的 片状 板 层 原
的工 艺 简单 ， 以大 大缩 短活 化时 间 ， 而大 大 节省 可 从
活化 所需 能源 。
１ １４ 钠 化法 ．．
冯 臻 用微 波 辐射 老化 法制 备聚合 羟 基 铝插 层
蒙脱石与传统 的室温陈放老化 法相 比， 可极大地缩 短老 化 时 间 ， 而且 表 明 ， 能使插 入蒙 脱 石层 间的 羟基
铝数 量 和柱撑 密 度 增 大 ， 高 羟 基 铝 与 蒙 脱 石 层 间 提 结 合 的牢 固程 度 和 合 成 物 的结 构稳 定 性 ， 同时 微 波 对 蒙 脱石 的晶体 结 构 不 会 做成 破坏 ， 该 法 制 备 的 用 柱 撑 羟基 铝 蒙脱 石 在 ２一仲 丁基苯 酚脱 丁基 化 反 应 中作催 化 剂 ， 果 良好 。马少 建 等 采用 微 波 辐 射 效 技 术 活化 膨润 土制 备 ｃ 废 水 处 理 吸 附剂 ， 究 了 ｕ 研 微 波辐 射 时 间 ， 润 土 用 量 、 荡 吸附 时 间 、 水 中 膨 振 废
Ｃ 初 始浓 度 ｐ ｕ Ｈ等 对微 波活 化膨 润土 去 除 Ｃ 效 ｕ 果 的影 响 ， 与马 弗炉 焙烧 活化 相 比 ， 波 活化 膨 润 土 微
热搅 拌 ， 抽滤后 洗 至 滤液 呈 中性 ， 滤 渣 在 １０Ｃ下 将 ５￣ 干燥 并研 磨至 原 粒 度 ， 活 化 处 理 可 除 去 分 布 于 膨 酸 润土 结构通 道 中 的杂质 ， 孔 道疏 通 ， 于 吸 附质分 使 利
为最佳 酸 化剂 。
经 过 酸改性 活 化处理 的膨 润 土在 工 业上 称 为 活
它们 的 比 表 面 积 随 着 焙 烧 温 度 的 增 加 而 增 大 。
４ ０（焙烧 膨润 土 的 比表 面 积 可达 １０ ２ ｇ 当 ５￣ ２ ２ ．４ｍ ／ ，
性 白土 或 漂 白土 ， 性 白土 的制 备 可 以高 效 利 用 大 活 量 低 品位膨 润 土矿 ， 有利 于膨 润土 的工 业化 推广 。
Ｈｇ 和 Ｐ 去 除 率 分 别 提 高 了 ２ ％ 和 ３ ． ， ｂ ８ １７ 且
焙烧 后 的膨 润 土 对 Ｈ 吸 附容 量 和 吸 附 率 都 大 幅 ｇ 度增 加 。 １ １ ２ 酸 活化 改性 法 ．． 将一 定细 度 的膨 润 土 浸渍 于 酸溶 液 中 ， 浴 加 水
贵 州 化 工
・
２ １ 年２月 ０１
第３ ６卷 第 １ 期
２ ・ ６
膨 润 土 改 性 的 研究 进 展
王 艳 苗康康。姜红 波。赵 卫星’胡登卫 ， ， ， ，
３ 宝鸡 文 理 学 院 机 电 工 程 系 ， ． 陕西 宝 鸡 ７ １ １ ） ２ ０６
（． １ 宝鸡文理学院应用化学研究所 陕西 宝鸡 ７ １ １ ；． ２ ０３ ２ 宝鸡阜丰生物科技有 限公 司， 陕西 宝鸡 ７ １ １ ； ２０ ３
堆 积结构 变得 疏松 ， 容积增 大 ， 减 弱 了原 来层 间 孔 并 的键力 ， 层状 晶格 裂开 ， 间距 增 大 ， 道 疏 通 ， 层 孔 提高 吸附性 能和 阳离 子 交 换 能 力 ， 利 于 污 染 物 分 子 的 有 进入 并进 行 有效地 吸 附。胡 恭 任等 ｌ用硫 酸 对 提纯 ３
微 波技 术数 十 年来 在分析 化学 和 有 机合 成 中发 展 很快 ， 波 辐 射 在 蒙 脱 石 中 的应 用 也 逐 渐 增 多 。 微
当反应体系中存在离子时 ， 微波辐射使其产 生偶极
转 向极 化 ， 快达 到 反应 温度 ， 很 同时 实 现分 子 水 平上 的搅 拌 。微 波作 用 中存 在 着 热 点 和 表 面 效 应 ， 能使 物体 内外表 面的某些点被加 热而体相温 度上升 不 大 ， 而加快 了客 体 物 质 在 主体 物 质 内外 表 面 的分 从
摘
要： 介绍 了膨润土 的结构与基本性质 ， 点介绍 了膨润 土的活化 、 重 有机 改性 、 无机改 性 ， 及无 有 机复合
改性方 法 ， 并指 出 目前膨润土在环境应用 中存在 的问题及应用前景 。
关 键 词 ： 润 土 ； 性 膨 润 土 ； 水 处理 膨 改 废 中 图分 类 号 ：６ ９ ２ ５ Ｐ １．５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８— ４ １ ２ １ ） １ ０ ６— ４ １０ ９ １ （０ １ ０ —０２ ０
体中 Ｐ 的去 除率达 ９ ％ 以上 ， ｂ ６ 随着 Ｐ 浓 度从 ｂ １０～ ０ ｕ／ Ｌ ０ ２０ ｇｍ 增加 ， 其吸附率有所下降 ， 但其分配
基金项 目： 陕西 省重 点实 验室 重点 科学 研究 项 目（ ０ ３Ｓ １ ） 陕西 省科 技厅 资助 项 目（ ７ ２ ） 宝鸡 文 理学 院 科研 基金 资 助项 目 ２０Ｊ ８ ； ０ ０Ｂ４ ；
润土 结构 中水 膜 的 阻力 ， 膨 润 土 的 吸 附性 能 发 生 使
Ｓ 一０ 四面体 的顶 端 都 指 向 Ａ 一０八 面 体 ， 以顶 ｉ Ｉ 并 端 的氧与八 面 体 共 用 ， 三 层联 系起 来 成 一 个 单 元 将 晶层 。 由于在 层 内发 生 同 晶替 代 现 象 ， 氧 四 面体 硅 有 部 分被铝 氧 四面 体替 代 ， 铝 氧八 面体 有 部 分 被 而 镁 氧八 面体 替代 ， 成层 间永 久性 负 电荷 ， 形 因而 在层
Ｍｇ ｉ （ Ｈ） ｎ 具 有 ２ ｌ型 的 层 状 硅 酸 ）Ｓ 。 Ｏ ２・ Ｈ ０， ０ ：
比表 面积 ， 同时 由 于 层 间 作 用 力 较 弱 ， 溶 剂 作 用 在 下 ， 发生层 问剥 离 、 胀 ， 可 膨 分离 成更 薄 的单 晶片 ， 从 而 使蒙脱 石具 有 较 大 的 内表 面 积 ， 有 较 高 的 吸附 具
离 子交 换 。此 外 ， 蒙脱 石矿 物 晶粒细 小 ， 具有 较 大 的
在７ Ｏ亿 ｔ 以上 ， 并以分布广 、 埋藏浅 、 易采掘及 品种 齐全 为特点 。膨 润 土 由于带 电性 和较 大 的 比表 面积
而具 有较强 的吸附性 和离 子交 换 能力 等一 系 列独 特
的性 能 ， 用 于去 除污水 中的某些 污染 物 ， 建筑 地 可 如 基、 库 、 塘 、 水 池 废水 处 置等 的不透 水衬 层 ， 护地 下 保 水 等 不受污 染 ， 减 少 水 库 、 塘 中水 的损 耗 ， 可 或 池 也 用作 饮用水 、 汁 、 果 啤酒 、 物 油及 污 水 的 吸 附过 滤 植 材料 。随着科 学 技术 的发 展 ， 们 对 膨 润 土 结 晶特 人 性 和 物理化 学 性 质 的 了解 逐 渐 加 深 ， 润 土 在 工 农 膨 业 生 产和科 学 研究 方面 的使用 日益广泛 。 膨润 土 主 要 矿 物 成 分 是 蒙 脱 石 （ ｎｍ ｒｌ — Ｍｏｔｏｉｏ ｌｎ ｉ ） 其 化 学 成 分 一 般 为 （ ａ Ｃ ）０ ３（ １ ｔ ， ｅ Ｎ ， ａ ．３ Ａ ，
王
艳 等 ： 润 土 改 性 的研 究进 展 膨
－２ ・ ７
系数 Ｋ Ｄ却 基 本 保持 在 一 个 常 数 水 平 ， 焙 烧 膨 润 即
土 的吸 附能力 不受 重金 属 浓度 的影 响 。 不 同温度 下焙 烧 膨 润 土 具 有 不 同 的 比表 面 积 ，
乌兰林 格 白色 钠 基 膨 润 土进 行 活化 改 性 ， 明 硫 酸 表
应 用前 景 。
也称 白泥 ） 是一 种 在 自然界 分 布较 为 广 泛 的粘 土 类
矿物 ， 属非 金属 矿产 。我 国的膨 润 土资 源 非常 丰 富 ，
储 量 居世 界 首 位 ， 占世 界 总 量 的 ６ ％ ， 测 资 源 量 ０ 预
１ 膨 润 土 的 改性
膨 润土层 间阳离 子 与结构单 元层 之 问 的作 用力 较 弱 ， 而保 持着 可交 换性 ， 从 与溶 剂 中 的阳 离子产 生
得产 物 用 于 含 Ｈｇ 和 Ｐ ¨ 模 拟 废 水 处 理 发 现 ： ¨ ｂ
４ ０Ｃ下 焙 烧 的膨 润 土 效 果 最 佳 ， 原 土 相 比 ， ５￣ 与 对
散， 又避免了主体物质结构在高温下被破坏 ， 因而是 层状 材 料 内外面 性质 修饰 及制 备复 合 材料 的 良好手
段。
０ 引 言
膨润 土 （ ｅ ｔ ｉ ） 又 名膨 土岩 、 脱 岩 ， 时 Ｂ ｎｏ ｔ （ ｎｅ 斑 有
在总结前 人 的 基 础上 ， 文 简 单 介 绍 了膨 润 土 本
的结构 与基本 性 质 ， 点 介 绍 了近 年来 膨 润土 的活 重 化 ， 指 出 目前 膨 润土 在 环 境 应 用 中存 在 的 问题 及 并