凹凸棒粘土的吸附方式:(1)電荷不平衡引起吸附,主要是通過不同價態(tài)的離子與晶體中的Mg2+、Al3+、Fe3+發(fā)生交換,造成電荷不平衡,以及凹凸棒粘土表面電荷分布不平衡帶來的吸附效應(yīng);(2)Si—O—Si斷裂可與被吸附物質(zhì)形成共價鍵,產(chǎn)生較強的吸附.
1.3流變性
凹凸棒粘土最重要的特點之一就是在相當?shù)偷臐舛认驴梢孕纬筛哒扯鹊膽腋∫?凹凸棒粘土晶體結(jié)構(gòu)含有三維立體鏈,在水中分散后其針狀束被拆散而形成雜亂的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)束縛液體而使體系變稠.在外力下能夠充分分散,形成一種雜亂的纖維格狀體系的懸浮液,流變性極好.其流體特征體現(xiàn)了非牛頓流體的性質(zhì),粘度隨凹凸棒粘土含量增加而增大,隨剪切力呈現(xiàn)較大的觸變性,在低剪切力作用下,懸浮液易發(fā)生絮凝.[6]凹凸棒粘土在水中易團聚而失去流動性,故在其懸浮液系統(tǒng)中添加分散劑是控制流變性的一種有效方法.
1.4可塑性
凹凸棒粘土的可塑性與它的吸水性有著密切的關(guān)系.人們詳細研究了凹凸棒粘土及其他粘土的可塑性及吸水性.當水的質(zhì)量分數(shù)達到凹凸棒粘土自重100%時,達到其塑性極限.因此,其塑性指數(shù)范圍為1~100.然而,由于組成的變化,塑性指數(shù)通常在57~123變化.一般來說,除了蒙脫土以外,凹凸棒粘土的可塑性高于其他粘土.[2]35
1.5離子交換能力
凹凸棒粘土硅氧四面體中的Si4+被Al3+替代,或者其高價陽離子被低價陽離子代替,會產(chǎn)生過剩負電荷.由于電荷的不平衡,凹凸棒粘土具有一定的陽離子交換容量.[7]天然的凹凸棒粘土陽離子交換能力(簡稱CEC)是相當?shù)偷?通常<50 mmol/100 g,大多在20~30mmol/100 g,鈉凹凸棒粘土CEC較高,達65 mmol/100g,高于高嶺土,但僅是蒙脫土和蛭石的1/2~1/3.隨著粒徑的減小,CEC值略有增加.陳浩等[8]以甘肅臨澤凹凸棒粘土為原料,研究了不同價態(tài)金屬鹽溶液交換對原土及酸處理凹凸棒粘土理化性質(zhì)的影響.結(jié)果表明:升高溫度,有利于陽離子交換容量的提高,但不利于比表面積的增加.
1.6催化性
凹凸棒粘土的微細孔隙結(jié)構(gòu)、非等價陽離子類質(zhì)同象置換及加熱引起的晶體內(nèi)部和表面產(chǎn)生路易斯酸化中心和堿化中心、經(jīng)熱處理后所具有的較強力學性能和熱穩(wěn)定性等特性,其晶體不僅能滿足異相催化反應(yīng)所需的微孔和表面特征,還會影響反應(yīng)的活化能和反應(yīng)級數(shù),有利于有機化學反應(yīng)中正碳離子化、酸堿協(xié)同催化等作用的實現(xiàn),且具有分子篩的擇形催化裂解等特點.[9]
1.7填充性
由于凹凸棒粘土特殊的針狀、纖維狀晶體結(jié)構(gòu)且具有無毒、無味、無刺激等優(yōu)點,因此,具備良好的填充性能.作為高分子材料的填充劑,優(yōu)于其他無機填料.目前,應(yīng)用于高分子材料作為填充劑的研究正成為凹凸棒粘土應(yīng)用研究的熱點.[10-13]
1.8化學特性
凹凸棒粘土一個最有價值的特點是它的化學惰性.常見的鹽酸、磷酸、草酸、硝酸和醋酸對凹凸棒粘土影響也不大,高濃度的酸常用作凹凸棒粘土的漂白劑,加入鹽酸還可以提高其吸附性.凹凸棒粘土膠體懸浮液受鹽的影響很小.懸浮液于電解質(zhì)中不發(fā)生絮凝沉淀,其他的電解質(zhì)如氨水、氫氧化鈉、氯化鉀、無機磷酸鹽對凹凸棒粘土的影響很小.[2]35
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