有机膨润土制备及结构变化探讨
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膨润土概述摘要:膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体,由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子,且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固,易被其它阳离子交换,故具有较好的离子交换性。
国内外已在工农业生产广泛应,其被称为万能土。
本文主要从膨润土的性质、用途、选别提炼方法、在我国应有发展情况等进行阐述。
关键字:膨润土蒙脱石性质用途一、膨润土的性质膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿。
蒙脱石的化学成分为:(Al2,Mg3)[Si4O10][OH]2•nH2O,常含少量伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、沸石、石英、长石、方解石等;一般为白色、淡黄色,因含铁量变化又呈浅灰、浅绿、粉红、褐红、砖红、灰黑色等;具蜡状、土状或油脂光泽;膨润土有的松散如土,也有的致密坚硬。
主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝和水,还含有铁、镁、钙、钠、钾等元素,Na2O和CaO含量对膨润土的物理化学性质和工艺技术性能影响颇大。
蒙脱石矿物属单斜晶系,通常呈土状块体,白色,有时带浅红、浅绿、淡黄等色。
光泽暗淡。
硬度1~2,密度2~3g/cm3。
按蒙脱石可交换阳离子的种类、含量和层电荷大小,膨润土可分为钠基膨润土、钙基膨润土、天然漂白土,其中钙基膨润土又包括钙钠基和钙镁基等。
膨润土具有强的吸湿性和膨胀性,可吸附8~15倍于自身体积的水量,体积膨胀可达数倍至30倍;在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状,这种介质溶液具有一定的黏滞性、能变性和润滑性;有较强的阳离子交换能力;对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力,最大吸附量可达5倍于自身的重量;它与水、泥或细沙的掺和物具有可塑性和黏结性;具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色离子。
二、膨润土的用途膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿具有特殊的性质,有膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性。
所以广泛用于各个工业领域。
1、铸造行业铸造行业是膨润土最大的用户,每年用量为110万吨。
膨润土分类一、介绍膨润土是一种常见的天然矿物材料,具有优异的吸附性能和稳定性。
它广泛应用于各个工业领域,包括建筑、石油、冶金、化工等,因此对膨润土进行分类十分重要。
本文将详细介绍膨润土的分类方法和各类膨润土的特点。
二、膨润土的分类方法2.1 根据来源分类膨润土可根据其来源进行分类,分为自然膨润土和合成膨润土两大类。
2.1.1 自然膨润土自然膨润土是指在自然环境中形成的膨润土矿石,常见的自然膨润土有蒙脱石、莫来石和伊利石等。
自然膨润土的特点:•具有自然发生的孔隙结构,比表面积较低•具有较好的稳定性和吸附性能2.1.2 合成膨润土合成膨润土是通过化学方法合成的,常见的合成膨润土有氧化铝膨润土、正交膨润土等。
合成膨润土的特点:•由于是人工合成,结构和性能可以进行调控•具有更大的比表面积和更好的吸附性能2.2 根据结构分类膨润土还可以根据其晶体结构进行分类,主要有层状膨润土和柱状膨润土两类。
2.2.1 层状膨润土层状膨润土是指晶体的层状结构由正交结构转变为六角柱状的结构。
常见的层状膨润土有蒙脱石、伊利石等。
层状膨润土的特点:•晶体结构呈现六角柱状•具有较好的吸附性能和稳定性2.2.2 柱状膨润土柱状膨润土是指晶体的层状结构仍然保持正交结构。
常见的柱状膨润土有正交膨润土等。
柱状膨润土的特点:•晶体结构保持正交结构•比表面积较低,吸附性能相对较差三、不同类型膨润土的应用领域3.1 自然膨润土的应用自然膨润土因其较好的稳定性和吸附性能,在建筑、陶瓷和油田开发等领域有着广泛的应用。
自然膨润土在建筑领域的应用•作为建筑材料的加工原料,用于调整混凝土和砂浆的性能•作为消声材料,用于降低建筑噪音•作为填充材料,用于改善建筑材料的耐火性能自然膨润土在陶瓷领域的应用•作为陶瓷原料,用于提高陶瓷材料的塑性和强度•作为釉料和颜料的添加剂,用于改变陶瓷材料的颜色和光泽自然膨润土在油田开发领域的应用•作为泥浆添加剂,用于提高泥浆的稠度和润滑性•作为油井水泥的添加剂,用于提高水泥浆体性能和降低渗透率3.2 合成膨润土的应用合成膨润土因其较大的比表面积和较好的吸附性能,在环保领域和化工领域有着广泛的应用。
有机膨润土温度有机膨润土是一种具有优异吸附性能的土壤改良材料,其在环境保护、土壤修复、水处理等领域得到了广泛应用。
而温度作为一种重要的环境因素,也会对有机膨润土的性能产生影响。
一、有机膨润土的基本特性有机膨润土是一种具有高度膨胀性和吸附性的土壤材料,其主要成分是天然膨润土和有机物质。
由于其具有优良的吸附性能,能够有效地吸附水中的重金属、有机物和放射性物质等有害物质,因此在环境保护、土壤修复、水处理等领域得到了广泛应用。
同时,有机膨润土还具有良好的稳定性和化学稳定性,能够在不同的环境条件下保持其吸附性能和膨胀性能。
二、有机膨润土的温度特性温度是一种重要的环境因素,对有机膨润土的性能产生了较大的影响。
一方面,温度的变化会影响有机膨润土的膨胀性能。
在低温条件下,有机膨润土的膨胀性能较弱,而在高温条件下,有机膨润土的膨胀性能较强。
这是因为有机膨润土中的有机物质在低温条件下会变得较为稠密,难以与水分充分混合,从而影响了其膨胀性能。
另一方面,温度的变化还会影响有机膨润土的吸附性能。
研究表明,有机膨润土的吸附性能在不同温度条件下会有所差异。
在较低温度下,有机膨润土的吸附性能较弱,而在较高温度下,有机膨润土的吸附性能较强。
这是因为有机膨润土中的有机物质在高温条件下会变得较为活跃,从而使得其吸附性能得到了提高。
三、温度对有机膨润土的应用影响有机膨润土在环境保护、土壤修复、水处理等领域的应用涉及到不同的温度条件。
在低温条件下,有机膨润土的膨胀性能较弱,因此在低温环境下的应用需要考虑加强有机膨润土的膨胀性能,可以通过增加有机膨润土的含水量或者添加一定的促进剂来提高其膨胀性能。
在高温条件下,有机膨润土的吸附性能较强,因此在高温环境下的应用可以充分利用有机膨润土的吸附性能,对水中的有害物质进行有效的去除。
四、结论温度是对有机膨润土性能产生影响的重要因素之一。
在低温条件下,有机膨润土的膨胀性能较弱,而在高温条件下,有机膨润土的吸附性能较强。
膨润土一、矿产名称膨润土(Bentonite),又称斑脱岩、膨土岩等,是以蒙脱石为主要成分的粘土岩—蒙脱石粘土岩。
二、矿床类型及其分布1.矿床的成因类型膨润土矿的成因分为火山岩型矿床、火山岩—沉积型矿床、沉积矿床、侵入岩型矿床。
火山岩型矿床实例有辽宁黑山、吉林九台、浙江仇山、河南信阳、山东涌泉庄等;火山岩—沉积岩型矿床实例有浙江平山、安徽新潭、内蒙高庙子等;沉积矿床实例如广西宁明、甘肃红泉、四川三台等;侵入岩型矿床如江苏平桥、湖南金沙洲等。
2.矿床的工业类型膨润土的目的矿物是蒙脱石(Montmorillonite)亦称微晶高岭石或胶岭石,是含少量碱及碱土金属的含水铝硅酸盐矿物,其化学通式为:Na x(H2O)4{(Al2-x Mg X)[Si4O10](OH)2}根据蒙脱石层间可交换阳离子种类、含量将膨润土划分为钠基膨润土(碱ENa++EK+性土)、钙基膨润土(碱土性土)和天然漂白土(酸性土)三种。
其中钙基膨润土包括钙钠基、钙镁基等膨润土。
钙基膨润土和钠基膨润土这二种工业类型是根据矿石的碱性系数划分的。
碱性系数()大于或等于1的为钠基膨润土矿,小于1的为钙基膨润土矿,天然漂白土则是以交换阳离子为H+、Al 3+确定的。
3.矿产的分布情况世界膨润土资源丰富,分布甚广。
世界膨润土总储量约为25亿吨,其中美国、原苏联和中国的储量占世界储量的3/4,其次是意大利、希腊、澳大利亚和德国。
钙基膨润土约占70~80%,钠基膨润土储量不足5亿吨。
因此,世界膨润土资源虽然十分丰富,但用量最大的优质钠基膨润土却十分短缺。
我国膨润土90%为钙基膨润土。
膨润土矿产遍布全国23个省,大型矿床20多个。
大多数矿床集中在东北三省及东部沿海各省,以及新疆、四川、甘肃、河南、广西等省。
主要矿区有:辽宁黑山矿、浙江临安矿、浙江仇山矿、四川三台、甘肃酒泉、吉林双阳、福建连城、吉林九台、山东潍县涌泉、河南信阳、河北张家口和宣化、新疆托克逊矿等。
1.膨润土矿化学全分析此处膨润土未提纯,矿石内含有石英。
如提纯后根据化学全分析数据来推算膨润土分子式,分子式的计算见参考文献《膨润土有机凝胶制备与特性的研究》p53第三部分。
2.膨润土矿XRD(X-ray diffraction)分析2.1 XRD定量分析新疆吐鲁番地区托克逊县膨润土含:蒙脱石:70%,石英:22%,钠长石:3%,方解石:2%,未检出:3%。
层间距为12.563~14.717埃。
(注意,从XRD分析来看,矿物组成主要为蒙脱石与石英,由于钠长石、方解石、等含量均低于5%,对XRD分析来说,含量低于5%时,检测存在困难,且从本图来看,这些矿物的特征衍射峰与本图不合。
故可认为这些矿物不存在。
)223.52.2 蒙脱石矿物的PDF卡片信息No. h k l d [A] 2Theta[deg] I [%]1 15.00000 5.887 100.02 7.20000 12.283 10.03 4.99000 17.760 40.04 4.47000 19.846 100.05 4.22000 21.035 10.06 3.53000 25.208 10.07 2.94000 30.378 20.08 2.81000 31.820 10.09 2.54000 35.308 80.010 2.35000 38.269 20.011 2.00000 45.306 10.012 1.83000 49.787 20.013 1.65000 55.660 60.014 1.49000 62.260 90.015 1.43000 65.186 10.016 1.37000 68.425 20.017 1.29000 73.330 30.018 1.24000 76.809 30.019 1.11000 87.889 5.02.3 石英的PDF卡片信息Peak listNo. h k l d [A] 2Theta[deg] I [%]1 1 0 0 4.25000 20.885 25.02 1 0 1 3.35000 26.587 100.03 1 1 0 2.45000 36.650 15.04 1 0 2 2.29000 39.312 10.05 1 1 1 2.23000 40.416 6.06 2 0 0 2.12000 42.612 9.07 2 0 1 1.97000 46.035 8.08 1 1 2 1.82000 50.079 25.09 1 0 3 1.66000 55.296 8.010 2 1 1 1.54000 60.026 20.011 1 1 3 1.45000 64.179 2.012 2 1 2 1.38000 67.861 25.013 1 0 4 1.30000 72.675 4.014 3 0 2 1.26000 75.374 3.015 2 2 0 1.23000 77.549 3.016 2 1 3 1.20000 79.870 6.017 1 1 4 1.18000 81.506 8.018 3 1 1 1.16000 83.219 1.019 3 1 2 1.08000 90.998 4.020 1 0 5 1.05000 94.381 2.021 4 0 1 1.04000 95.578 1.022 2 2 3 1.02000 98.085 1.0Name and formulaReference code: 00-012-0232Mineral name: MontmorillonitePDF index name: Sodium Aluminum Silicate Hydroxide Hydrate Chemical formula: ( Na , Ca )0.3 ( Al , Mg )2Si4O16 ( OH )2 _xH2O Crystallographic parametersCrystal system: Orthorhombica (?): 5.2000b (?): 9.0600c (?): 23.7000Alpha (°): 90.0000Beta (°): 90.0000Gamma (°): 90.0000Volume of cell (10^6 pm^3): 1116.55RIR: -Status, subfiles and qualityStatus: Marked as deleted by ICDDSubfiles: InorganicMineralQuality: Blank (B)CommentsDeleted by: Deleted by revision.General comments: Basal spacing 23.7 0.2.Sample source: Specimen from Kamakita Mine, Aomori, Japan. Mixed layermontmorillonite-chlorite, heated to 700 C.ReferencesPrimary reference: Sudo, Kodama., Z. Kristallogr., 109, 379, (1957)Peak listNo. h k l d [A] 2Theta[deg] I [%]1 0 0 1 24.00000 3.679 6.02 0 0 2 11.90000 7.423 35.03 1 0 2 4.76000 18.626 10.04 0 2 0 4.52000 19.625 100.05 1 0 4 3.89000 22.842 6.06 1 0 5 3.54000 25.136 15.07 1 2 1 3.37000 26.426 35.08 1 1 6 2.97000 30.064 13.09 1 3 0 2.61000 34.331 40.010 1 3 2 2.55000 35.165 30.011 2 1 2 2.43000 36.963 8.012 0 3 7 2.25000 40.041 8.013 2 3 0 1.97000 46.035 4.014 1 1 13 1.69000 54.233 8.015 0 6 0 1.51000 61.345 13.0Stick Pattern。
膨润土的加工及其利用
且要求权威有效,不能有任何的网上剽窃
一、简介
膨润土是一种被广泛应用的天然矿物,具有独特的物理性质和化学性质,也被称为膨润土粘土或膨润土矿物。
它的组成主要包括硅酸铝,多硅酸铝,双氧水铝酸盐,水合物,氧化物以及少量的无机元素和矿物。
膨润土广泛存在于热带和温带地区,并因其广泛的应用而受到重视。
由于膨润土具有杰出的物理和化学性质,可用作肥料和防治水土流失,干预气候变化,修复环境等用途。
二、膨润土的特性
1、导电性:膨润土具有良好的电磁导体性,能够迅速将电流传递到其他物体,使其处于电磁屏蔽状态,从而可以用于电磁干扰设备的屏蔽以及增加电气安全性。
2、膨胀性:膨润土具有优异的膨胀性,可以有效防止装置的泄漏;此外,它还能有效减少建筑物的整体振动,作为阻尼剂,从而保护结构的安全。
3、良好的吸附性:膨润土具有良好的吸附特性,可以快速吸收多种有机物,有效减少其影响,保护环境和人体健康。
膨润土的表面化学性质和表面重构膨润土是一种具有重要应用前景的材料,其广泛应用于建筑、工业、环境等领域。
膨润土的特殊物化性质是其广泛应用的基础,其中表面化学性质和表面重构是膨润土具有的重要特征之一。
一、膨润土的表面化学性质膨润土的表面化学性质主要包括表面电荷和表面酸碱性质。
表面电荷是指膨润土粒子表面的电荷状态,通常用等电点来描述。
等电点是指材料产生的电性变化使得表面带有正电荷和负电荷的数量相等时的 pH 值。
膨润土表面电荷主要来自于其层状结构中间的层状阳离子(如钠离子)的离子交换作用。
当外界离子(如 H+、Na+、Ca2+、Mg2+等)与层状阳离子发生离子交换时,膨润土表面就会带上电荷。
由于膨润土对不同离子的交换能力不同,因此不同类型的膨润土拥有不同的等电点,一般在 6 至 8 之间。
膨润土的表面酸碱性质是指其表面带有的酸性或碱性官能团的数量及其在体系中的化学反应活性。
膨润土表面的酸碱性质主要有以下几种:1. 羟基和羧基:膨润土表面常常含有羟基和羧基,这些官能团对离子的吸附性能有很大影响。
同时,这些官能团还会参与化学反应,发生水解、缩合等反应,对膨润土的结构和性质产生影响。
2. 酸性氧化物:膨润土表面也可能带有一些酸性氧化物,如SiO2、Fe2O3等。
这些氧化物的存在,使得膨润土表面具有催化性能,可以加速一些化学反应的发生。
3. 环氧基团:环氧基团是一种含氧官能团,可以参与很多重要的化学反应,如开环反应、缩合反应、甲基化反应等。
对于膨润土表面的环氧基团,环氧环和环氧醚的数量、分布均会对膨润土的活性、吸附性能、电荷性质等产生重要影响。
二、膨润土的表面重构表面重构是一种改变材料表面结构的方法,可以通过化学方法或物理方法实现。
膨润土的表面重构通常采用化学方法,包括原位合成或表面改性。
原位合成是一种将化学反应直接进行在膨润土表面上,用新的官能团替换原有表面官能团的方法。
这种方法主要通过化学反应引入新的官能团,改变膨润土表面的组成和性质。
膨润土化学主成分-概述说明以及解释1.引言1.1 概述膨润土是一种重要的矿物材料,由于其独特的化学成分和性质,在多个领域中都有广泛的应用。
膨润土主要由矿物组成和非晶质成分组成,其中矿物组成包括主要矿物组成和次要矿物组成。
膨润土的化学性质表现为其pH值和离子交换能力。
本文将对膨润土的化学主成分进行详细介绍,并探讨其化学性质对其应用的影响。
本文旨在全面了解膨润土的化学特性,为相关领域的研究工作提供参考,并为进一步研究膨润土的应用潜力提供展望。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将分为三个主要部分进行讨论。
首先,在引言部分,将概述膨润土的化学主成分的重要性和研究背景,明确本文的目的。
接下来,正文部分将分为两个主要小节,分别介绍膨润土的化学成分和化学性质。
在膨润土的化学成分部分,将重点讨论其主要矿物组成和非晶质成分的特点及其对膨润土的性质和应用的影响。
在膨润土的化学性质部分,将详细探讨其pH值和离子交换能力的相关特性与影响因素。
最后,在结论部分对全文进行总结,并对未来研究的方向和展望进行讨论。
通过这种结构,本文将全面深入地介绍膨润土的化学主成分以及其在不同领域的应用前景,为读者提供一个清晰的研究框架和全面的理解。
1.3 目的在文章的1.3目的部分,我们将阐述本文撰写的目的是为了深入了解膨润土的化学主成分。
膨润土是一种重要的天然矿物材料,广泛应用于各个领域,例如土壤改良、化工、建筑材料等。
对膨润土的化学成分进行探究,有助于我们更好地理解其在不同领域中的应用机理,以及对其进行进一步的开发和利用。
通过分析膨润土的主要矿物组成和非晶质成分,我们可以了解不同成分对膨润土性质的影响,从而更好地控制和调节膨润土的性能。
此外,研究膨润土的化学性质,如pH值和离子交换能力,可以帮助我们更好地理解膨润土与其他物质的相互作用机制,进而对其进行更有效的应用。
通过撰写本文的目的部分,我们希望能够传达作者对于深入理解膨润土化学主成分的热情和重要性,同时也为读者提供一个清晰的指导,帮助他们更好地阅读和理解后续章节的内容。