PDADMAC改性蒙脱土制备硝酸根吸附剂

硝酸根因其电负性强、水溶性大,难以形成沉淀,因而难以被快速吸附去除,通过化学改性增加吸附剂表面正电性可增强硝酸根吸附。用聚二甲基二烯丙基氯化铵(poly dimethyl diallyl ammonium chloride, PDADMAC)对蒙脱土进行改性,成功将PDADMAC负载在蒙脱土表面;通过对改性前后蒙脱土(Mt)进行表征,对比分析吸附机制。结果表明:改性后蒙脱土(PDM-Mt)的季胺氮含量增加,表面电势大幅提高;PDM-Mt对NO-3-N的吸附量在pH=7时为3.07 mg/g,相比改性前提升了86%;吸附过程符合准二级动力学模型以及Langmuir吸附等温模型,即主要是单分子层化学吸附;PDM-Mt对NO-3-N吸附过程在4 h内达到平衡,在pH值为5~7时有明显吸附效果;重复5次吸附后吸附量下降了21%,具有较高的可循环利用性。由此可见,PDADMAC具有作为改性剂促进硝酸根吸附的潜力。

硅烷偶联剂改性蒙脱土/SBS/HVA高黏改性沥青最佳掺量确定及其性能评价

通过(Box-Behnken)响应面法,以硅烷偶联剂改性过的蒙脱土、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)和高黏剂(HVA)各自的掺量作为影响因素,以沥青3大指标、170℃布氏黏度为评价标准建立模型,确定3种材料在沥青中的最佳掺量。结果表明,5%SBS、9%HVA和8%的改性蒙脱土复配高黏改性沥青性能最好,其针入度、延度、软化点、170℃布氏黏度分别为4.52 mm、42.9 cm、86.1℃、2.371 Pa·s;相比于基质沥青和TPS高黏改性沥青,改性蒙脱土的加入大幅提高了沥青的高温性能与抗车辙能力,沥青黏度有着显著提升;振动峰的消失表明硅烷偶联剂对蒙脱土改性有化学反应。

改性蒙脱土/硼酸锌/硅橡胶泡沫复合材料的阻燃性能及热降解动力学

为提高硅橡胶泡沫(SRF)阻燃性能,将有机改性后的蒙脱土(MMT)和硼酸锌(ZB)作为阻燃剂添加到硅橡胶泡沫中,采用室温硫化法制备了有机改性蒙脱土(OMMT)/硼酸锌(ZB)/硅橡胶泡沫(SRF)复合材料,通过极限氧指数(LOI)、水平-垂直燃烧试验(UL-94)、烟密度测试研究了SRF复合材料的阻燃性能,通过热重-红外联用分析其热稳定性以及热解气体成分,并采用非等温法开展了复合材料热降解热动力学分析。结果表明:添加2wt%的OMMT和1wt%的ZB时复合材料的LOI最高达到29.5%,比纯SRF提高了11.3%;最大烟密度(MSD)和烟密度等级(SDR)较纯SRF分别降低了32.9%、34.1%,延缓了SRF复合材料的热分解进程,残炭量提高;2wt%OMMT/1wt%ZB/SRF复合材料的活化能在热解后期明显提高,说明OMMT和ZB复配可以有效协同提高SRF复合材料的阻燃抑烟性能,阻燃作用主要体现在热解第2阶段。

温拌剂对氢氧化铝(ATH)/有机改性蒙脱土(OMMT)沥青混合料阻燃抑烟与路用性能的影响

为研究温拌剂PN2217对氢氧化铝(ATH)/有机改性蒙脱土(OMMT)沥青混合料阻燃抑烟与路用性能的影响,采用高速剪切法制备ATH/OMMT复合阻燃沥青与温拌阻燃沥青并测试了常规物理性能;采用锥形量热仪测试PN2217对ATH/OMMT复合改性沥青混合料阻燃抑烟性能的影响;对ATH/OMMT复合阻燃沥青与温拌阻燃沥青进行热重试验,研究PN2217对ATH/OMMT复合阻燃沥青热解特性的影响机理;采用车辙试验与低温弯曲试验研究了PN2217对ATH/OMMT复合改性沥青混合料路用性能的影响。研究表明,PN2217抑制燃烧过程中惰性炭层的形成降低了ATH/OMMT复合改性沥青混合料的阻燃抑烟性能,加入PN2217后,燃烧过程中形成的炭层表面出现了空隙与裂隙,无法有效阻止与外界的热量与气体交换;PN2217通过降低了ATH/OMMT复合改性沥青与集料之间的粘附作用,对高温性能有一定的抑制作用,同时改善了低温抗裂性能。

改性蒙脱土去除水中重金属离子研究新进展

重金属离子污染具有非降解性、持续存在和累积的性质,影响着人类的生命安全。如何从水中去除重金属离子已经成为治理水污染的核心问题之一,其方法之一就是采用改性蒙脱土进行吸附处理。本文介绍了近年来重金属离子吸附用改性蒙脱土的研究新进展,重点回顾了无机改性蒙脱土、有机改性蒙脱土和无机有机复合改性蒙脱土的改性方法及其对重金属离子的去除能力及机理。提出今后改性蒙脱土研究的主要方向是合成多功能高吸附性的蒙脱土高分子复合微球、蒙脱土高分子凝胶和滤膜材料等,为今后改性蒙脱土作为重金属离子优良吸附剂的研究有一定的指导意义。

吸附在改性蒙脱土上有机物的稳定性

利用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)改性的蒙脱土来吸附含油废水中的有机物,并在不同环境条件下观察被吸附有机物的稳定性.结果表明,改性蒙脱土对含油废水中的有机物有很强的吸附能力,吸附在改性蒙脱土上的有机物在超声波作用下能发生一定数量的解吸,提高温度略微降低被吸附有机物稳定性,而无机盐对其的解吸影响很小.在碱性(pH12.0)条件下,吸附在改性蒙脱土上的有机物能发生大量的解吸,因此其稳定性差,可以通过加碱的方式对改性蒙脱土进行再生,这为改性蒙脱土的循环使用提供了可能.

含季鏻阳离子的抗菌改性蒙脱土的制备及表征

采用离子交换法将十六烷基三苯基插入到钠基蒙脱土的层间得到4种不同季鏻阳离子含量的改性蒙脱土,通过热重分析(TGA)、X射线衍射法(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了结构,并测试了其Zeta电位和抗菌活性.发现4种改性蒙脱土中季鏻阳离子的热分解起始温度都高于230℃,具有较好的热稳定性.并且随着改性蒙脱土中季鏻阳离子含量的增加,其层间距变大、Zeta电位升高、抗菌活性增强.钠基蒙脱土为片状结构,粒子之间相互缠绕在一起,而改性蒙脱土显示不规则形状.对季鏻阳离子含量为23.55wt%的QPC/MMT-3样品,其对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的最低抑菌浓度(MICs)分别为1.2和0.1g/L;与细菌接触24h后,1.0g/L的样品可杀死99.9%以上的E.coli,0.1g/L的样品可杀死所有的S.aureus.QPC/MMT-3还具有较好的耐水性能.

季铵盐改性蒙脱土的抗菌活性及抗菌机理

采用离子交换法将不同季铵盐插层到钠基蒙脱土中制备了改性蒙脱土。改性蒙脱土对革兰氏阳性菌(S.aereus)和革兰氏阴性菌(E.coli)均有很强的抗菌作用,并且随着季铵盐在蒙脱土中的质量分数增加其抗菌活性增强。不同季铵盐改性蒙脱土的抗菌活性不同,其中双季铵盐改性蒙脱土的抗菌活性最好,对S.aereus和E.coli的最小抑菌浓度分别为6.25mg/L和12.5mg/L。用扫描电镜对与细菌接触不同时间后的改性蒙脱土进行观察,结果表明:细菌先吸附到改性蒙脱土的表面,然后慢慢的变形死亡。同时,对在0.9%的生理盐水中浸泡不同时间后的改性蒙脱土进行X射线衍射和热重分析。结果表明:随着浸泡时间的增加,蒙脱土中的有机物质量分数及层间距均逐渐减少,说明季铵盐能从蒙脱土的层间解吸出来,并进入溶液中直接杀死细菌。因而,改性蒙脱土的抗菌活性是吸附与释放到溶液中的季铵盐离子协同作用的结果。

季铵盐改性蒙脱土的制备与表征

采用离子交换法将不同的季铵盐交换到蒙脱土的层间得到改性蒙脱土。以十二烷基二甲基苄基氯(1227)为例,研究了季铵盐离子交换反应的最佳反应条件为:当温度为60℃,时间为6h,1227/CEC的摩尔比为1.5∶1.0时,1227的交换率为82.65%。在相同的条件下,其它的单季铵盐的交换率也均大于80%。其中1431的交换率达到99.75%。热重分析(TG)、X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)的结果表明季铵盐已经插入蒙脱土的层间,且季铵盐的热稳定性明显提高。

季鏻盐改性蒙脱土的制备及性能

采用离子交换法将不同的季鏻盐交换到钠基蒙脱土的层间得到改性蒙脱土,并对改性蒙脱土的结构和性能进行了研究。热重量法和X射线衍射分析的结果表明,季鏻盐已插入蒙脱土的层间,并且季鏻盐改性蒙脱土中有机物的热分解起始温度比季铵盐改性蒙脱土的热分解起始温度提高30℃;解吸试验的结果表明,改性蒙脱土中的季鏻盐在水和0.9%NaCl溶液中都很稳定。钠基蒙脱土对金黄色葡萄球菌(S.aereus)和大肠杆菌(E.coli)的最低抑菌浓度均大于2 g/L,而当插入季鏻盐后,其最低抑菌浓度大幅度降低,如十四烷基三丁基季鏻盐改性蒙脱土对S.aereus和E.coli的最低抑菌浓度分别为12.5 mg/L和200.0 mg/L。随着季鏻盐改性蒙脱土浓度的增加和接触时间的延长,改性蒙脱土的抗菌性能增强。

镁铝双氢氧化物和镁铁铝改性蒙脱土去除水体中磷的吸附效果研究

通过间歇式批实验和动力学实验研究了不同pH条件下磷酸盐在镁铝双氢氧化物(Mg-Al-LDH)、钠基膨润土(Na-Mt)及镁铁铝改性膨润土(Mg-Al-Mt、Fe-Mt和Fe-Al-Mt)的吸附特征。结果表明,在pH4.5～9.0范围内,随着pH的升高,Na-Mt,Fe-Mt和Fe-Al-Mt3种矿物对磷的吸附率相应减少,镁铝双氢氧化物对磷的吸附率有所增加;Mg-Al-LDH、Fe-Mt和Fe-Al-Mt的对磷吸附率约为95%,比Mg-Al-Mt高40%,比Na-Mt高80%。用Langmuir方程描述磷的等温吸附过程,最大吸附容量(Qm)大小顺序为Fe-Al-Mt>Fe-Mt>Mg-Al-LDH>Mg-Al-Mt>Na-Mt,b值大小依次为Mg-Al-LDH>Fe-Mt>Fe-Al-Mt>Mg-Al-Mt>Na-Mt,最大缓冲容量(Qmb)以Mg-Al-LDH的为最大,Na-Mt的为最小;Freundlich等温吸附方程参数KF代表相对吸附容量,以Mg-Al-LDH的KF值最高,依次是Fe-Mt、Fe-Al-Mt和Mg-Al-Mt,Na-Mt的KF值最小,这与Qmb的结果一致;决定系数(R2)表明,Langmuir等温吸附方程能更好地拟合铁改性蒙脱土和铁铝改性蒙脱土,而Freundlich方程对钠蒙脱土,双氢氧化物和镁铝改性蒙脱土的拟合效果要好。磷酸盐吸附过程分为快反应和慢反应,用动力学实验数据进行拟合,准二级动力学方程能够更好的拟合改性蒙脱土和Mg-Al-LDH对磷的动力学吸附数据,其决定系数为0.999;Elovich方程拟合改性蒙脱土磷酸盐的吸附数据也有很好的相关性(R2为0.89～0.94)。Na-Mt矿物磷酸盐的吸附用抛物线扩散方程描述最为合适,原因可能是磷酸盐镶嵌在矿物层间是一个扩散过程,不涉及化学吸附过程。

季磷盐改性蒙脱土去除球形棕囊藻的实验研究

用L9(34)正交实验对季磷盐改性蒙脱土制备的工艺进行了优化,在60℃、搅拌时间6h、pH7、季磷盐与蒙脱土的阳离子交换容量比为1.5:1.0的条件下,制备得到的季磷盐改性蒙脱土,并考察了其对球形棕囊藻去除效果和影响因素.结果表明,作用48 h后,20.0mg/L的改性蒙脱土除藻率可以达到93.2%以上.通过FT-IR、XRD和SEM等方法表征发现,季磷盐插入蒙脱土的层间,能够有效降低黏土颗粒与藻细胞间的静电斥力,使其吸附藻细胞性能提高.对比除藻实验结果显示,季磷盐改性蒙脱土除藻效果明显优于未改性蒙脱土、季磷盐改性高岭土和季铵盐改性蒙脱土.

改性蒙脱土脱除花生油中黄曲霉毒素B_1条件优化研究

为了提高钠基蒙脱土(Na-MMT)脱除花生油中黄曲霉毒素B1(AFB1)的效率,本试验以NaMMT为原料,选用6种有机季铵盐作为改性剂对其进行改性,并利用响应面法对改性Na-MMT脱除花生油中AFB1的条件进行优化。结果表明,改性Na-MMT脱毒效果显著优于未改性Na-MMT(P<0.05);在6种改性剂中,十八烷基三甲基氯化铵(1831)改性后的Na-MMT脱毒效果显著优于其他5种改性剂(P<0.05),且在添加量为20%CEC(Na-MMT阳离子交换能力)改性的Na-MMT吸附脱除花生油中AFB1效果最好。分别以吸附时间、吸附温度、改性吸附剂添加量为因素进行响应面优化,得到最佳吸附温度为53.79℃、吸附剂添加量为3.13%、吸附时间为29.46 min;在此条件下,花生油中AFB1含量从(29.20±2.12)μg/kg降低到(4.47±0.29)μg/kg,脱毒率为84.69%。有机改性能有效提高Na-MMT吸附脱除花生油中AFB_1的效果,可在花生油加工企业推广应用,以提高油的食用安全性。

HDTMA改性蒙脱土对苯酚的吸附及机理研究

利用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)改性蒙脱土处理合酚废水,了解不同改性量有机蒙脱土吸附苯酚的能力。结果表明改性蒙脱土按照分配机理吸附苯酚,改性蒙脱土改性量高和水溶液中苯酚浓度高,其吸附的苯酚数量大。1.OCEC(阳离子交换容量)改性家脱土对水溶液中苯酚去除率达到76％。改性蒙脱土中有机物对苯酚的吸附存在协同作用,因此,改性蒙脱土吸附苯酚的增加速率要超过其中HDTMA增加的速率。在试验的苯酚浓度下,改性蒙脱土对苯酚吸附符合Freundlich吸附模式,不符合Langmuir吸附模式。

新型改性蒙脱土复合抗菌剂的制备及抗菌性能

将锌离子和季铵阳离子依次与蒙脱土进行离子交换反应,制备了新型改性蒙脱土复合抗菌剂,并探讨了其最佳制备工艺条件.所制备的复合抗菌剂中锌离子和十四烷基二甲基苄基季铵阳离子的质量分数分别为2.95%和12.18%.XRD和TG分析结果表明,锌离子和季铵阳离子已交换到蒙脱土中,且复合抗菌剂中季铵阳离子的热分解起始温度约为210℃.文中还研究了复合抗菌剂的抗菌活性,发现其对大肠杆菌(E.coli)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)和绿脓杆菌(P.aeruginosa)等几种典型细菌的最小抑菌浓度(M IC)均小于或等于300mg/L,具有良好的抗菌性能和比较广的抗菌谱;复合抗菌剂在50℃的去离子水中浸泡30 h后,仍然保持较好的抗菌活性,显示出优异的耐水性能.

银掺杂改性蒙脱土修饰电极上对苯二酚的电化学行为与测定

利用十八烷基三甲基溴化铵（STAB）和银氨溶液制备了银掺杂改性蒙脱土，并用X射线衍射法、扫描电镜法和交流阻抗法对其进行表征。用循环伏安法（CV）研究了对苯二酚在银掺杂改性蒙脱土修饰电极上的电化学行为，测定了部分动力学参数。结果表明，对苯二酚在电极上的阳极过程受吸附-扩散混合控制，阴极过程受扩散控制，转移的电子数n和质子数m均为2，传递系数α=0．6588，β=0．3412，电极有效面积Aeff=0．0264cm^2，扩散系数D=6．34×10^-5cm^2／s。用方波伏安法（SWV）研究了对苯二酚浓度与峰电流之间的线性关系，在优化实验条件下，对苯二酚浓度在4．0×10^-6-5．0×10^-4mol／L范围内与峰电流呈线性关系，检出限为1．13×10^-7mol／L，用该方法测定了实际水样中对苯二酚的含量，加标回收率为100％～108％。该修饰电极具有良好的重复性与稳定性。

Cr(Ⅵ)在改性蒙脱土上吸附行为的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ti-MMT和Ti-Si-MMT吸附剂,利用XRD,N2吸附-脱附和FTIR对样品进行表征,并考察了其对Cr(Ⅵ)的吸附,研究了改性蒙脱土吸附Cr(Ⅵ)的吸附动力学和吸附等温线。经改性后,钛硅成功进入蒙脱土层间使层间距由原来的1.53nm分别增大到1.78nm和1.86nm,比表面积由42.09m^2/g分别增大到110.53m^2/g和304.72m^2/g;相同条件下,对Cr(Ⅵ)去除率高低顺序依次是Ti-Si-MMT,Ti-MMT,MMT,其中Ti-Si-MMT去除效果最高可达98%以上,远高于Ti-MMT和MMT;Ti-Si-MMT和TiMMT吸附Cr(Ⅵ)过程均符合拟二级动力学模型和Langmuir等温方程,吸附机理主要是静电吸附和化学吸附。Ti-Si-MMT是一种处理含Cr(Ⅵ)废水有潜力的吸附剂。

复合改性蒙脱土去除水体中颤藻的研究

为筛选用于景观水体水华应急治理的高效除藻材料,研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚合氯化铝(PAC)复合改性蒙脱土去除颤藻的效果。以藻液浊度去除率和叶绿素a去除率表征除藻效果,通过单因素试验和正交试验确定复合改性蒙脱土去除颤藻的最佳配比、用量和操作条件。通过Zeta电位、生物显微镜和SEM形态表征分析了复合改性蒙脱土去除颤藻的机理。通过λ=420 nm处的透光率随时间的变化来反映其絮凝沉降速率的变化。结果表明,蒙脱土投加量为70 mg/L、PAC投加量为9 mg/L、CTAB投加量为0.875 mg/L、蒙脱土粒径为90μm、p H值为8时,颤藻叶绿素a和浊度去除率分别可达到96.02%和93.9%。蒙脱土经复合改性后电荷翻转,沉降絮凝藻细胞的速率和效果增加。复合改性蒙脱土通过电荷吸附和网捕包裹作用吸附沉降藻细胞,改性剂CTAB使藻细胞失活,抑制藻絮体重新上浮。

离子偶极法提纯改性蒙脱土

用离子偶极法对膨润土进行处理后 ,其膨胀容与阳离子交换容量均有提高 ,表明蒙脱石含量提高 ,提纯及钠化改性有效 ;XRD、IR谱图及TG曲线同时也表明 ,实现了膨润土的有机化改性 ,蒙脱石d0 0 1 面层间距增大。进一步用季铵盐对提纯改性后的膨润土进行有机化改性 ,XRD表征表明 ,蒙脱石d0 0 1 面层间距继续变大 ,说明经离子偶极法提纯改性后不会影响对蒙脱石表面的进一步修饰改性 ;TG曲线和IR谱图表明处理后的膨润土吸水性下降。基于实验过程现象 ,对离子偶极法的改性机理进行了初步探讨 。

新型受阻酚类季鏻盐改性蒙脱土的合成及应用

以2,6-二叔丁基苯酚(2,6酚)、盐酸、多聚甲醛及三苯基膦为原料合成新型受阻酚季鏻盐,通过IR、1 H-NMR、熔点的测定对产物进行表征。筛选得到最佳反应条件:甲苯为溶剂,2,6酚、盐酸、多聚甲醛、三苯基膦反应摩尔比r=1∶15∶15∶1,反应温度109℃,反应时间为12h。该条件下产率达到89.1%。使用受阻酚季鏻盐改性蒙脱土(OMMT),应用于无规共聚聚丙烯(PPR),结果表明改性后的PPR具有良好的耐加工性能。