朱家義
蒙脫土(MMT)是一種層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽，在工業(yè)中應(yīng)用 極廣。蒙脫土由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，來(lái)源易，價(jià)格低而受到 大家的青睞和重視，蒙脫土屬于2?1型結(jié)構(gòu)的具有膨脹性的含 水鋁硅酸鹽，其結(jié)構(gòu)單元是由硅氧四面體層中夾雜一個(gè)鋁氧八 面體層構(gòu)成的，如圖1[1]。.jpg)
一般粉末尺寸在0.1～1μm之間，由一些晶粒單元組成， 單個(gè)晶粒厚度約為8～10 nm，單元層的厚度則只有0.96～ 1 nm[ 2] 。相鄰層間的結(jié)合力為范德華力。層片與層片之間可完 全隨機(jī)旋轉(zhuǎn)、平移，但單一片一般不能單獨(dú)存在，而是以多層 聚集的晶體存在，在XRD中有較敏銳的(001)衍射。它具有如 下特性[3]：(1)蒙脫土單元層間含有層間水，層間具有可交換的 鈣、鎂、鉀、鈉等離子，它們易被有機(jī)陽(yáng)離子所取代，顯示其 獨(dú)特的膨脹、收縮性；(2)蒙脫土單元除c軸以一定間距堆垛 外，a、b軸方向常存在不規(guī)則的位移，因此，其結(jié)構(gòu)具有二 維晶體的特征；(3)蒙脫土的四面體及八面體存在廣泛的同晶 置換，四面體中的Si常被Al3+替代，八面體中的Al3+常被Mg2+、 Fe3 + 、Fe3+、Ni2+、Li+等取代，從而層間產(chǎn)生弱的負(fù)電荷。 蒙脫土層間域是一個(gè)特殊的化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)所，通過(guò)層間交換、 層間柱撐等物理化學(xué)方法，使其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生相應(yīng)的變化。 蒙脫土表面具有親水性，不利于蒙脫土在有機(jī)相中的分散 以及對(duì)有機(jī)物質(zhì)的吸附。將有機(jī)物質(zhì)引入層間制的有機(jī)蒙脫土 層間距大，膨脹性能好，同時(shí)改善了無(wú)機(jī)物的界面極性和化學(xué) 微環(huán)境，使有機(jī)蒙脫土比原土具有更廣的應(yīng)用范圍。利用陽(yáng)離 子表面活性劑對(duì)天然蒙脫土進(jìn)行改性得到改性蒙脫土，能大大 增加蒙脫土對(duì)水中疏水性有機(jī)物的去除能力[4-5]。為了便于使用有機(jī)蒙脫土，增加了其機(jī)械強(qiáng)度和透水性，需將其固定化處理[6]。 改性后的蒙脫土層間距變大，表面由親水性轉(zhuǎn)化為疏水 性，增強(qiáng)了蒙脫土片層與聚合物分子
1有機(jī)土的研究現(xiàn)狀蒙脫土具有典型的層狀結(jié)構(gòu)，層間距僅1 nm，有大量無(wú) 機(jī)離子，層間化學(xué)微環(huán)境為親水憎油性，不利于單體插入。因 此，要選擇合適的插層劑(有機(jī)陽(yáng)離子)，通過(guò)離子交換，使蒙 脫土層間的陽(yáng)離子被有機(jī)陽(yáng)離子取代[12-13]。王毅等[14]采用十 六烷基氯化吡啶及乙酸鎳對(duì)蒙脫土進(jìn)行了一次、二次插層改 性，對(duì)樣品進(jìn)行了紅外光譜、X射線衍射分析和沉降實(shí)驗(yàn)。結(jié) 果表明兩種插層劑均已進(jìn)入蒙脫土的層間，有機(jī)蒙脫土的層間 距由1.04 nm增加到2.21 nm，改性蒙脫土在有機(jī)介質(zhì)中表現(xiàn) 出很好的分散性。Tien[15]等人則采用聯(lián)苯胺和12胺基月桂酸 作插層劑，制得有機(jī)蒙脫土。王錦成等[10]采用雙羥乙基十二 烷基三甲基氯化銨改性有機(jī)蒙脫土，結(jié)果表明，改性后的有機(jī) 蒙脫土具有較大的層間距。文獻(xiàn)[16]采用十六烷基溴化銨和三 甲胺等對(duì)蒙脫土進(jìn)行了有機(jī)化改性，并研究了不同極性的陽(yáng)離 子表面活性劑對(duì)蒙脫土吸附性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，極性端基 的大小并不是影響蒙脫土吸附性能的決定性因素。插層法是制 備蒙脫土常用方法。
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