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膨润土由于其特殊的二维纳米层状结构和巨大的理论比表面积而表现出很好的表/界面反应活性。有机阳离子改性膨润土(即有机膨润土)对环境中疏水性有机污染物(HOCs)有良好吸附性能,是一种极具潜力的HOCs污染控制材料。其中短碳链有机阳离子(如四甲基铵TMA)改性制备的有机膨润土对HOCs的主要吸附原理是表面吸附作用,膨润土疏水性硅氧烷表面是其主要吸附位点;降低膨润土电荷密度或膨润土层间脱水均有利于增加硅氧烷表面的暴露量,进而增强有机膨润土吸附性能。本文以膨润土层间域微观结构特征及吸附性能为研究的切入点,重点对减电荷TMA-膨润土层结构的稳定性及其吸附性能进行了研究,试图明确减电荷TMA-膨润土的构-效关系,进而提高短碳链有机膨润土的吸附性能;研究了加热处理对TMA-膨润土和K-膨润土层间脱水后结构特征和吸附性能的影响,进一步探明膨润土层间域的水化特性与吸附性能之间的对应关系。研究结果将有助于推广有机膨润土在环境污染控制领域中的应用。论文取得了以下具有理论指导意义的研究结果:(1)报道一种保护减电荷TMA-膨润土片层结构稳定的新方法。将膨润土层间的无机阳离子用Li+交换,然后将Li+部分被TMA+交换;接下来通过高温处理使Li+迁移进入膨润土片层内。由于预先交换到层间域的TMA+可将膨润土片层撑开、有效防止有机膨润土层结构塌陷,与传统方法(先减电荷后TMA+改性)相比,大大增强了层间结构的稳定性。XRD显示,新方法制备的减电荷TMA-膨润土的特征峰强度较强且峰宽没有出现宽化。(2)提出增强减电荷TMA-膨润土对HOCs吸附性能的原理。新方法所制备的减电荷TMA-有机膨润土因保持了膨润土片层结构稳定而拥有较多可供利用的硅氧烷表面,使得层间硅氧烷表面上的吸附位点大大增加,进而大幅提升了对疏水性有机污染物的吸附性能。如,新方法制备的减电荷TMA-膨润土的理论比表面积最大可达到236.3m2/g,几乎是传统方法制备的2倍。(3)研究发现膨润土受热脱水后对HOCs吸附性能提高。TMA-膨润土、K-膨润土在145℃条件下受热层间水被脱除,使得层间由亲水环境变疏水环境而对疏水性有机污染物的吸附能力增强;膨润土受热脱水对HOCs吸附性能的提高的程度因膨润土层间离子水化能力的不同而异,TMA-膨润土受热后吸附能力提高了38.5%,K-膨润土提高了9.3%,说明膨润土层间离子水化能力较弱时其受热脱水后吸水滞后效应较为显著。