化学-微波法制备高膨胀率膨胀蛭石及对亚甲基蓝的吸附机理

基于工业蛭石优异的热膨胀性及阳离子交换性,利用化学-微波法制备高膨胀率膨胀蛭石(HEV),采用对比分析法对亚甲基蓝(MB)的吸附性能进行了研究。结果表明,HEV膨胀率高(膨胀率K=60倍),比表面积大(80 m^2·g^-1),孔径主要分布在2~5 nm之间,仍保持蛭石、水金云母和金云母的物相结构,阳离子交换容量由原样的0.835 mmol·g^-1增加到1.005 mmol·g^-1。HEV对MB的吸附容量受MB初始浓度、吸附时间、溶液pH和吸附温度影响。当MB溶液初始浓度为300 mg·L-1、吸附时间为240 min、溶液pH值为9、吸附温度为298 K时,吸附量为419.87 mg·g^-1,远高于蛭石原矿。吸附过程符合Langmuir模型与准二级动力学模型,为单分子层吸附和吸附势垒较低的自发无序吸热反应过程。HEV具有优异的阳离子交换性和吸附性,是一种具有开发价值的高效低成本吸附剂。     

TiO2/蒙脱石纳米复合材料结构组装过程与表征

将氧化钛前驱体钛酸丁酯引入到不同用量十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)柱撑蒙脱石的层间域中,经原位水解、脱羟、成核结晶作用制备TiO2/蒙脱石纳米复合结构材料。采用X射线衍射(XRD)分析手段对比研究了CTA+/蒙脱石、(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石和TiO2/蒙脱石复合结构,揭示了不同阶段样品层间物在蒙脱石层间域中的组装方式。在季铵盐用量不同情况下,CTA+/蒙脱石复合物和(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石复合物中季铵盐阳离子的排布方式均出现单层平卧、单层倾斜和双层倾斜排布,但单层倾斜和双层倾斜排布的倾斜角度不同,在(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石层间域中季铵盐阳离子仍起到骨架作用;TiO2/蒙脱石复合材料中锐钛矿相含量随季铵盐用量的增加而增大,但锐钛矿晶粒的尺寸逐渐减小,蒙脱石层间域对锐钛矿相晶粒的长大和转化为金红石相都具有显著的阻滞作用。     

TiO2/蛭石纳米复合物的制备及产物结构变化研究

以TiOSO4为钛源,采用阳离子交换、原位水解、原位脱羟技术制备了TiO2/蛭石纳米复合物.采用XRD、FTIR、FSEM等对TiO2/蛭石纳米复合物制备过程产物包括聚合羟基钛离子-蛭石、水合氧化钛/蛭石复合物以及TiO2/蛭石纳米复合物的结构、微观形貌等进行了表征和研究.结果表明:在pH值较低时,TiOSO4溶液中的聚合羟基钛离子通过阳离子交换作用进入蛭石层间域中,随着pH值逐渐升高,进入层间域中的聚合羟基钛离子水解聚合形成水合氧化钛,蛭石的层间域被撑大,有序性结构被破坏;经900℃热处理后水合氧化钛脱水形成TiO2/蛭石纳米复合物;样品中TiO2含量随结束pH值的升高而增加,并均匀地插入蛭石的层间域中或分布在蛭石片层的表面;与纯TiO2纳米粉体相比较,TiO2/蛭石纳米复合物结构中TiO2在900℃焙烧后仍未出现金红石相,表明蛭石结构层对TiO2的晶相转变具有明显的阻滞作用.