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天然高纯蒙脱石基本特性

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天然高纯蒙脱石基本特性

2019-08-09

1、定义


高纯蒙脱石(montmodUonite)又名微晶高岭石,是一种层状结构、片状结晶的硅酸盐粘土矿,因其初发现于法国的蒙脱城而命名的。


2、化学组成、理化性质


化学组成:


Ex(H2O)4{(Al2-x,Mgx)2[(Si,Al)4O10](OH)2},E为层间可交换阳离子,主要为Na+、Ca2+,其次有K+、Li+等。x为E作为一价阳离子时单位化学式的层电荷数,一般在0.2~0.6之间。如0.84%Na+0.73%Ca+9.83%Al+20.46%Si+4.04%H+64.11%O。


理化性质:


不溶于水,吸水后体积增加几倍成糊状物,不被机体吸收。可吸附极性物质如水及带正电荷的物质,但对疏水性物质吸附能力差。


3、结构


(1)晶层结构,每一晶层又分为三小层,上下层为硅氧四面体,中间层为铝氧八面体。每一晶层里的金属阳离子硅、铝可与外界的铝、镁、铁等同质异金属离子异价或等价交换,使晶层呈电负性。晶层之间为可交换的阳离子及结晶水,阳离子所带电荷中和晶层负电荷,使整个晶层呈电中性。层间阳离子大小及半径决定了蒙脱石晶层间距大小。2:1单元层为“板”,中间阳离子为“柱”的“层柱”状结构多孔材料,且层间距、柱间距可根据需要调节。

高纯蒙脱石

(2)孔柱结构,一类由层间阳离子柱撑引起的二维孔,天然蒙脱石这类孔径小于2nm;另一类为晶片通过表面与端面、端面与端面相互吸附形成的“卡房状”结构而产生的。这类孔径大小不一无序,有微孔(小于2nm)、有中孔(2~20nm)、也有大孔(大于20nm),且易发生改变。


4、电荷量


按照蒙脱石层电荷密度的大小,蒙脱石可分为高层电荷密度(0.4-0.6)、中层电荷密度(0.35-0.4)、低层电荷密度(0.2-0.35)三类。目前已可以测定蒙脱石表面所带电荷。其表面所带电荷大小对其性质有重大影响。


5、功效、应用


(1)吸附功能:晶层内阳离子(硅、铝)与外界无机阳离子交换后表面呈负电荷,可吸附外界极性或正电荷物质


(2)交换功能:晶层间阳离子(钠、钙等)可与外界无机、有机阳离子可发生交换,影响蒙脱石亲脂性能、晶层间距、孔径、比表面积、热稳定性及其它性能。


6、种类


根据晶层阳离子种类可将天然蒙脱石分为钠、钙、钾、锂等性质蒙脱石,其中最常见的为钠质、钙质蒙脱石。


其中,钠基膨润土较之钙基膨润土的物理化学性质和工艺技术性能优越。主要表现在:吸水速度慢,但吸水率和膨胀倍数大;阳离子交换量高;在水介质中分散性好,胶质价高;它的胶体悬浮液触变性、粘度、润滑性好,pH值高;热稳定性好;有较高的可塑性和较强的粘结性;热湿拉强度和干压强度高。所以钠基膨润土的使用价值和经济价值较高。


7、蒙脱石与分子筛


分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。具有均匀的微孔结构,这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部,并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力,但不能吸附直径比其大的分子。蒙脱石表面也分布有孔柱结构,也只能吸附比其孔径小的分子。


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