凹凸棒土礦物相組成、改性及脫色性能的研究
來源：中國凹凸棒土網(wǎng) 10-26 21:33
凹凸棒土是一種稀有的具有鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂硅酸鹽的天然無機(jī)非金屬粘土礦物，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能受到了許多領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。本文以甘肅臨澤凹凸棒土礦為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了原礦物相定性定量分析，分別利用沉降法、內(nèi)標(biāo)法、K值法和Rietveld法對(duì)凹凸棒土礦中凹凸棒土進(jìn)行了定量分析;分別通過差熱分析(TG-DTA)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和傅里葉紅外光譜(FT-IR)等分析方法對(duì)三種凹凸棒土(AT-2、AT2-Ⅰ和KX-Ⅰ)的組成、結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征。對(duì)凹凸棒土礦和提純凹凸棒土分別進(jìn)行熱改性、酸-熱改性和鹽-酸-熱改性，研究在不同改性條件下凹凸棒土對(duì)食用油的脫色情況，并且研究了其吸附機(jī)理。
得出以下結(jié)論:
甘肅臨澤凹凸棒土礦主要為沉積型白云質(zhì)凹凸棒土，主要由SiO2、Al2O3、MgO和CaO等化學(xué)成分組成，其中AT-2凹凸棒土樣品礦物組成為石英、白云石、凹凸棒土和斜綠泥石;AT-4凹凸棒土樣品礦物組成為石英、白云石和凹凸棒土;KX-Ⅰ凹凸棒土礦物組成為石英、白云石、凹凸棒土、白云母、石膏和高嶺石。利用六偏磷酸鈉提純的純凹凸棒土晶體大部分被分散成為單個(gè)纖維晶束，保持較長(zhǎng)的纖維狀，長(zhǎng)度約500nm，部分被折斷為短纖維狀，長(zhǎng)度約150nm，直徑在20～25nm之間，有少許短狀纖維體發(fā)生團(tuán)聚。
內(nèi)標(biāo)法、K值法和Rietveld法分析出凹凸棒土礦樣品AT2-Ⅰ中凹凸棒土物相含量均在40％左右。內(nèi)標(biāo)法在加入內(nèi)標(biāo)物后，不僅可以分析結(jié)晶相，還可以分析非結(jié)晶相的含量;K值法作為石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的定量分析方法被廣泛應(yīng)用于礦物物相的定量分析;Rietveld法作為一種新的定量分析方法，逐點(diǎn)對(duì)XRD圖的衍射峰強(qiáng)度進(jìn)行擬合計(jì)算，通過循環(huán)使用最小二乘法來調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)以及峰形參數(shù)等影響因子，從而使擬合出的計(jì)算峰與實(shí)際峰達(dá)到最大吻合，Rietveld法可同時(shí)分析出礦物中所有晶相的含量，利用Rietveld法分析凹凸棒土礦AT2、AT4和AT6中含凹凸棒土物相分別為70.1％、50.7％和43.1％，與加入內(nèi)標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行分析的結(jié)果相差不過3％，利用已知配比的二組分樣品對(duì)Rietveld法進(jìn)行驗(yàn)證，計(jì)算值與實(shí)際值相差不過3％。
凹凸棒土礦以1∶6的固液比經(jīng)過6mol·L-1的鹽酸改性，再經(jīng)過400℃熱改性1h后，凹凸棒土的表面吸附水、部分結(jié)晶水和沸石水被脫出，在80℃的恒溫脫色條件下，晶束發(fā)生解離，碳酸鹽礦物發(fā)生了分解并且置換了八面體中的陽離子和溶解了少量Si4+，使八面體內(nèi)產(chǎn)生空位，凹凸棒土內(nèi)孔道擴(kuò)大疏松，起到了增加比表面積的作用，同時(shí)β-胡蘿卜等有色雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)也發(fā)生解離與破壞，引起了吸附傳質(zhì)速度的加快，增加了凹凸棒土的吸附容量，使得食用油的脫色效果達(dá)到最佳;凹凸棒土礦經(jīng)過Al3+的活化改性，Al3+充當(dāng)了平衡八面體上負(fù)電荷的作用并帶入了正電荷，同時(shí)在溶劑的作用下，凹凸棒土結(jié)構(gòu)內(nèi)的層間被分散和剝離，使其具有較大的內(nèi)表面積，低電價(jià)且具有大半徑的陽離子和結(jié)構(gòu)單元層之間作用力較弱，從而使層間陽離子具有可交換性，使凹凸棒土同時(shí)具有了帶電性和巨大的比表面積，使其具有了很強(qiáng)的吸附性。提純凹凸棒土在經(jīng)過400℃熱改性1h和4mol·L-1的鹽酸改性后，以1∶40的土油比在80℃下對(duì)食用油的吸附效果最佳，此時(shí)吸附劑的比表面積最大，表明凹凸棒土在食用油脫色過程中，凹凸棒土起著主導(dǎo)作用，凹凸棒土物相的含量越高，礦土的吸附性能越好。
doi：
10.7666/d.Y2862683
關(guān)鍵詞：
凹凸棒土 相組成 脫色性能 吸附機(jī)理 熱改性
作者：
童婷
學(xué)位授予單位：
北京化工大學(xué)
授予學(xué)位：
碩士
學(xué)科專業(yè)：
材料工程
導(dǎo)師姓名：
李敏
學(xué)位年度：
2015
語種：
中文
分類號(hào)：
O647.3
在線出版日期：
2015年12月28日（萬方平臺(tái)首次上網(wǎng)日期，不代表論文的發(fā)表時(shí)間）
得出以下結(jié)論:
甘肅臨澤凹凸棒土礦主要為沉積型白云質(zhì)凹凸棒土，主要由SiO2、Al2O3、MgO和CaO等化學(xué)成分組成，其中AT-2凹凸棒土樣品礦物組成為石英、白云石、凹凸棒土和斜綠泥石;AT-4凹凸棒土樣品礦物組成為石英、白云石和凹凸棒土;KX-Ⅰ凹凸棒土礦物組成為石英、白云石、凹凸棒土、白云母、石膏和高嶺石。利用六偏磷酸鈉提純的純凹凸棒土晶體大部分被分散成為單個(gè)纖維晶束，保持較長(zhǎng)的纖維狀，長(zhǎng)度約500nm，部分被折斷為短纖維狀，長(zhǎng)度約150nm，直徑在20～25nm之間，有少許短狀纖維體發(fā)生團(tuán)聚。
內(nèi)標(biāo)法、K值法和Rietveld法分析出凹凸棒土礦樣品AT2-Ⅰ中凹凸棒土物相含量均在40％左右。內(nèi)標(biāo)法在加入內(nèi)標(biāo)物后，不僅可以分析結(jié)晶相，還可以分析非結(jié)晶相的含量;K值法作為石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的定量分析方法被廣泛應(yīng)用于礦物物相的定量分析;Rietveld法作為一種新的定量分析方法，逐點(diǎn)對(duì)XRD圖的衍射峰強(qiáng)度進(jìn)行擬合計(jì)算，通過循環(huán)使用最小二乘法來調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)以及峰形參數(shù)等影響因子，從而使擬合出的計(jì)算峰與實(shí)際峰達(dá)到最大吻合，Rietveld法可同時(shí)分析出礦物中所有晶相的含量，利用Rietveld法分析凹凸棒土礦AT2、AT4和AT6中含凹凸棒土物相分別為70.1％、50.7％和43.1％，與加入內(nèi)標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行分析的結(jié)果相差不過3％，利用已知配比的二組分樣品對(duì)Rietveld法進(jìn)行驗(yàn)證，計(jì)算值與實(shí)際值相差不過3％。
凹凸棒土礦以1∶6的固液比經(jīng)過6mol·L-1的鹽酸改性，再經(jīng)過400℃熱改性1h后，凹凸棒土的表面吸附水、部分結(jié)晶水和沸石水被脫出，在80℃的恒溫脫色條件下，晶束發(fā)生解離，碳酸鹽礦物發(fā)生了分解并且置換了八面體中的陽離子和溶解了少量Si4+，使八面體內(nèi)產(chǎn)生空位，凹凸棒土內(nèi)孔道擴(kuò)大疏松，起到了增加比表面積的作用，同時(shí)β-胡蘿卜等有色雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)也發(fā)生解離與破壞，引起了吸附傳質(zhì)速度的加快，增加了凹凸棒土的吸附容量，使得食用油的脫色效果達(dá)到最佳;凹凸棒土礦經(jīng)過Al3+的活化改性，Al3+充當(dāng)了平衡八面體上負(fù)電荷的作用并帶入了正電荷，同時(shí)在溶劑的作用下，凹凸棒土結(jié)構(gòu)內(nèi)的層間被分散和剝離，使其具有較大的內(nèi)表面積，低電價(jià)且具有大半徑的陽離子和結(jié)構(gòu)單元層之間作用力較弱，從而使層間陽離子具有可交換性，使凹凸棒土同時(shí)具有了帶電性和巨大的比表面積，使其具有了很強(qiáng)的吸附性。提純凹凸棒土在經(jīng)過400℃熱改性1h和4mol·L-1的鹽酸改性后，以1∶40的土油比在80℃下對(duì)食用油的吸附效果最佳，此時(shí)吸附劑的比表面積最大，表明凹凸棒土在食用油脫色過程中，凹凸棒土起著主導(dǎo)作用，凹凸棒土物相的含量越高，礦土的吸附性能越好。
doi：
10.7666/d.Y2862683
關(guān)鍵詞：
凹凸棒土 相組成 脫色性能 吸附機(jī)理 熱改性
作者：
童婷
學(xué)位授予單位：
北京化工大學(xué)
授予學(xué)位：
碩士
學(xué)科專業(yè)：
材料工程
導(dǎo)師姓名：
李敏
學(xué)位年度：
2015
語種：
中文
分類號(hào)：
O647.3
在線出版日期：
2015年12月28日（萬方平臺(tái)首次上網(wǎng)日期，不代表論文的發(fā)表時(shí)間）
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