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为推动我国具有优势资源的蛭石矿产的应用开发,本文以新疆蛭石为例,研究了利用工业蛭石制备有机铵蛭石复合物的原理和方法。首先初步探讨了工业蛭石的粉碎加工工艺、工业蛭石的液相改型方法,较深入地探讨了钠型蛭石对十八烷基三甲基铵(ODTMA)的吸附动力学和热力学;在此基础上,制备成功了9种长链烷基季铵蛭石和1种吡啶蛭石复合物,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT—IR)、扫描探针显微镜(SPM)和热重.差热分析(TG—DTA)等现代分析测试技术研究了有机铵蛭石复合物的结构,并根据XRD衍射数据构建了ODTMA—水金云母复合物的动态结构模型;最后初步探索了蛭石原矿和ODTMA—蛭石复合物对活性艳红溶液和实际印染废水的脱色性能。
研究表明,粉碎工艺条件的优化将大大提高工业蛭石的粉碎效率;改型剂阴离子对改型后蛭石的结构基本无影响,而阳离子将改变蛭石的层间结构和状态,实验确定的钠化改型工艺可提高蛭石粉体的阳离子交换容量近23%;Na型蛭石对十八烷基三甲基铵的吸附过程受液膜扩散和粒内扩散双重机制的控制,并受时间、温度、浓度等条件的影响;蛭石的改型方法、有机插层剂用量、有机铵类型及其结构等对复合物的结构影响显著,并呈现一定的变化规律;在ODTMA—水金云母复合物中,有机铵阳离子在水金云母的蛭石晶层层间域内可能出现双层平铺、单层倾斜、单层垂直和单层垂直加单层倾斜等多种排列模式;ODTMA—蛭石复合物远远优于蛭石原矿对活性艳红溶液和实际印染废水的脱色能力。