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| CTA+/蛭石插層復合物在乙醇水溶液中一維結構的變化研究 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2013-12-23 20:16:40 瀏覽次數： |
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季銨鹽陽(yáng)離子對蛭石插層處理后，可由親水性改變?yōu)橛H油性，不僅適宜于用作聚合物填料，而且由于蛭石層間域被季銨鹽陽(yáng)離子撐大，還有利于對有機分子的吸附和蛭石晶層的剝離，對于制備聚合物/蛭石納米復合材料和有機物吸附凈化材料具有重要的意義。礦物學(xué)意義上的蛭石是2∶1型三八面體或二八面體層狀結構硅酸鹽，層間具有水化陽(yáng)離子層，單位化學(xué)式層電荷數x=0.6～0.9。工業(yè)意義上的蛭石通常為由金云母晶層和蛭石晶層組成的間層結構礦物（以下也簡(jiǎn)稱(chēng)蛭石）。由于蛭石晶層間水化陽(yáng)離子具有可交換性，因而通過(guò)陽(yáng)離子交換作用可向層間域插入季銨鹽陽(yáng)離子，形成CTA+/蛭石插層復合物，當CTA+在蛭石晶層層間域中的排布方式不同時(shí)可引起“蛭石”一維結構（最大底面間距）的變化。
采用季銨鹽對蒙脫石進(jìn)行插層處理已做過(guò)許多的研究工作，包括插層劑的選用、插層處理條件、季銨鹽陽(yáng)離子在層間域中的排布方式等。在季銨鹽插層處理蛭石方面也做了一些工作。孫金梅等對新疆尉犁蛭石進(jìn)行鈉化改型后用系列烷基季銨鹽進(jìn)行了插層處理。結果表明，不同鏈長(cháng)烷基季銨鹽陽(yáng)離子在蛭石層間排列方式的演化途徑不同，季銨鹽用量和季銨鹽陽(yáng)離子的性質(zhì)可影響季銨鹽陽(yáng)離子在蛭石層間的排布方式。當季銨鹽用量較低時(shí)，季銨鹽陽(yáng)離子在蛭石層間形成平臥排列；而當季銨鹽用量較高時(shí)，季銨鹽陽(yáng)離子在蛭石層間形成傾斜排列，且直鏈烷基越長(cháng)，季銨鹽陽(yáng)離子在蛭石層間越易形成傾斜排列。Williams-Daryn和Thomas用系列烷基三甲基溴化銨處理鈉蛭石，研究了單鏈和雙鏈季銨鹽陽(yáng)離子在層間的排布；Williams-Daryn分別用十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨處理鈉蛭石，研究了季銨鹽陽(yáng)離子在蛭石層間域中的結構和排布，結果都表明，季銨鹽陽(yáng)離子在蛭石層間域中均為傾斜排列。吳平霄等以十八烷基三甲基溴化銨對水黑云母、蛭石和金云母的混合物進(jìn)行有機插層，發(fā)現季銨鹽陽(yáng)離子在蛭石層間排布演化模式為：蛭石層間單層傾斜→蛭石層間雙層傾斜。Gates研究了BODMA陽(yáng)離子對二八面體蒙脫石的交換作用及產(chǎn)物在乙醇水溶液中平衡后的晶層膨脹，確定BODMA/蒙脫石的最大底面間距在乙醇水溶液中平衡時(shí)隨層電荷數以及四面體相關(guān)電荷的增加而增大，同時(shí)也隨著(zhù)乙醇濃度的增加呈上升趨勢。由此看來(lái)，有機插層復合物在乙醇水溶液中由于乙醇的溶劑化作用可產(chǎn)生一維結構的變化，但CTA+/蛭石插層復合物在乙醇水溶液中一維結構的變化尚未見(jiàn)研究報道。
西南科技大學(xué)羅利明等基于蛭石良好的陽(yáng)離子交換性和吸附性及層間域的可膨脹性，對新疆尉犁蛭石礦的金云母－蛭石樣品采用不同用量的季銨鹽進(jìn)行微波插層處理及插層后樣品的乙醇溶液醇洗處理，并對處理后樣品一維結構的變化進(jìn)行了XRD分析，考察了插層劑用量和乙醇溶液濃度對CTA+/蛭石插層復合物最大底面間距的影響。結果表明：蛭石的最大底面間距隨著(zhù)CTAB用量的增加而增大，季銨鹽陽(yáng)離子在蛭石層間的排布模式也隨用量的增加，發(fā)生由單層傾斜→雙層傾斜的規律性轉化。插層處理后的樣品采用濃度為97％的乙醇溶液醇洗后，蛭石最大底面間距由5.08～4.35nm減少至4nm左右，季銨鹽陽(yáng)離子在層間全為單層傾斜排布；采用不同濃度的乙醇溶液對蛭石最大底面間距為4.69nm 的樣品進(jìn)行醇洗，隨乙醇溶液濃度的增大，蛭石最大底面間距降低，并在濃度為60%時(shí)達到穩定值4.00nm，隨后隨乙醇溶液濃度的增大，不再發(fā)生變化。季銨鹽陽(yáng)離子在蛭石層間域中以單層傾斜排布，傾斜角為 53°±時(shí)最穩定。
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