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柱撑蒙脱石的干法制备、表征及应用

施和平  
【摘要】:本文采用干法成功地制备了柱撑蒙脱石。首先用三种有机季胺盐作为柱撑剂制各出有机柱撑蒙脱石,并通过XRD、FT-ZR、TG-DTA等测试手段对其进行了表征,并且对制备的有机柱撑蒙脱石进行了性能测试,证明其性能优良,说明利用干法制备有机柱撑蒙脱石是切实可行的。 其次,利用实验室制备的5AlCl_3·8Al(OH)_3·37.5H_2O和用Na_2SO_4、K_2SO_4及(NH_4)_2SO_4捕捉得到的Keggin型聚阳离子[AlO_4Al_(12)(OH)_(24)(H_2O)_(12)]~(7+)(简记为Al_(13)~(7+))的硫酸盐以及用乙醇和丙酮混合溶剂通过降低溶解度析出的聚铝阳离子盐酸盐作为固体柱撑剂制备成无机物柱撑蒙脱石,用XRD、比表面和孔结构、TG-DTA和FT-IR等测试手段对其进行了表征。通过实验发现以5AlCl_3·8Al(OH)_3·37.5H_2O为固体柱撑剂采用干法可方便快捷地制备无机柱撑蒙脱石。实验中还发现组成5AlCl_3·8Al(OH)_3·37.5H_2O的聚阳离子是一种不同于Keggin型Al_(13)~(7+)的具有13个核的羟基铝聚阳离子,很可能是13个铝氧八面体以共棱连接形成三个并置的六员环,为平面片状结构,可望成为铝盐水解溶液中铝的形态按“六员环连续模式”存在的新证据。 本文还考查了以5AlCl_3·8Al(OH)_3·37.5H_2O为柱撑剂制备的无机柱撑蒙脱石在去除水中氟方面的应用效果,通过实验发现聚铝柱撑蒙脱石的除氟效果远大于天然蒙脱石,是一种很好的水处理除氟剂。 通过实验证明了干法制备无机和有机柱撑蒙脱石的可行性和有效性,提高了柱撑蒙脱石的合成效率,为蒙脱石资源的开发利用和柱撑蒙脱石的产业化创造了很好的条件。


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