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海泡石?常用的改性方法
發布時間:2020-05-08

  天然海泡石矿品位低,杂质含量较高,且表面酸性弱、通道小、热稳定性不好,这些弱点限制了海泡石的应用。因此海泡石必须预先经过提纯、超细加工、改性等一系列处理才能扩大其应用价值,常用的改性方法有酸活化法、离子交换法 、水热处理法和焙烧法, 有机金属配合物改性、矿物改性等。

  1、酸改性

  酸改性是通過用強酸中的H+取代骨架中的Mg2+,Si-O骨架生成Si-OH基,結晶水也隨之失去,導致海泡石晶體內部分通道連通,使微孔發展成中孔,微孔比率減少,中孔比率增大,表面積從195.2m2/g增加到306.6m2/g。

  由于海泡石中的Mg2+是弱碱,遇弱酸会生成沉淀而沉积于海泡石的微孔结构中,因此,目前处理酸均为强酸(HCl、H2SO4、HNO3等)。海泡石的吸附能力与活化改性所用的酸浓度有很 大的关系,酸浓度不够大时难以溶出海泡石中的镁离子,不能增大孔径和微孔隙率;酸浓度过大时,海泡石的结构则会发生较大的变化,大孔隙率增加,且有可能变为硅胶,吸附能力与交换能力下降。

  2、離子交換法

  離子交換改性是用金屬離子取代海泡石晶格中的鎂離子,使海泡石産生中等強度的酸性或堿性。離子交換改性克服了酸處理使海泡石結構發生改變的後果,但不能增加海泡石的比表面積。

  3、水熱處理法

  水熱處理法活化在高壓釜內進行,即將海泡石和水混合後加入反應釜內,在一定溫度下攪拌數小時,産物經分離、幹燥後即得到超細化處理的海泡石産品。由于海泡石層間或纖維束粘合力強,在常溫常壓下進行酸處理很困難,可以首先采用水熱法處理,得到既超細化又易分離的海泡石,然後再進行其他的活化改性處理,從而增加其活性。

  4、焙燒處理法

  在海泡石的結構中存在有三種形式的水,即吸附水、結晶水和羟基水。將海泡石在100~1000℃下焙燒處理,其吸附與脫色能力隨溫度和時間的變化而變化,有實驗表明在200~300℃下焙燒活化海泡石,其吸附性能有明顯提高,而在300~800℃下焙燒處理海泡石,其吸附能力減弱。

  5、有機改性

  海泡石的有機改性目前主要有矽烷偶聯劑表面改性和有機金屬配合物改性。矽烷偶聯劑表面改性能改善海泡石的分散性能,強化海泡石—高分子材料界面粘結。改性的原理主要是利用海泡石表面的酸活性中心和活性Si-OH基團。

  6、礦物改性

  利用海泡石高的比表面积将矿物沉积于海泡石的表面及微孔中也是一种较好的处理方法。1990年Campeio J M等分别以环氧丙烷及氨水作沉淀剂将AlPO4沉积于海泡石的结构中,之后用于CSI反应,结果表明AlPO4的引入不仅能提高海泡石的表面酸性,而且孔结构也得到不同程度的调整。


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