工业蛭石吸附甲苯的性能及机理研究

基于工业蛭石具有阳离子交换容量高、内比表面积大、吸附性强等特性,考察了新疆尉犁和河北灵寿蛭石矿山不同阳离子交换容量的工业蛭石对甲苯的吸附量及变化规律。结果表明,工业蛭石对甲苯的吸附能力与阳离子交换容量成正相关,阳离子交换容量为120 mmol/100g的样品对甲苯吸附量达到76.93 mg/g。本研究为工业蛭石用作甲苯吸附材料提供了试验依据和理论支撑。

新疆尉犁蛭石矿工业蛭石化学法膨胀的实验研究

在对采自新疆尉犁蛭石矿的工业蛭石样品进行化学成分和XRD分析研究基础上,选用工业级双氧水作为化学膨胀处理剂进行化学膨胀处理试验研究,结果表明:工业蛭石的化学膨胀特点和影响工业蛭石膨胀效果的主要因素是其晶层层间域中的过氧化氢分子在分解过程中所产生的氧气压力。对蛭石样品用不同浓度的双氧水作用相同的时间或用相同浓度的双氧水作用不同时间后发现:用浓度为25%的双氧水处理工业蛭石样品可以达到大于4倍的体积膨胀,膨胀后的工业蛭石样品的结构特征无明显变化,并能保持工业蛭石膨胀产物的韧性。

工业蛭石的酸处理、热处理及其有机气体吸附

本文通过对工业蛭石的酸处理、热处理以及酸、热处理后工业蛭石对有机气体吸附性能的研究 ,着重讨论了酸、热处理对工业蛭石成分、结构及吸附性能的影响。探讨了工业蛭石对有机气体的吸附机理 ,得出了酸、热处理有利于工业蛭石对有机气体的吸附的结论 。

河南灵宝—陕西潼关工业蛭石热处理及X-射线衍射研究

为了了解蛭石在加热过程中结构的变化,本文对不同结构与成分类型的工业蛭石进行了加热处理,并进行了结构的X-射线定向晶片分析。结果表明,300℃时蛭石晶层完全失去层间水,900℃工业蛭石结构严重或完全破坏,出现玻璃相并伴有新相出现。

不同间层结构类型工业蛭石的应用矿物学特征

工业蛭石样品是由金云母蛭石、绿泥石蛭石间层矿物构成的,不同样品其间层结构特点和蛭石晶层的含量不同;不同间层结构类型的样品其化学组成有较大的差异,金云母蛭石间层结构的样品含有较高的K2O、TiO2、Na2O组分,而绿泥石蛭石间层结构的样品含有较高的MgO、Al2O3组分;工业蛭石样品的阳离子交换容量在17.26～98.95mmol/100g之间,900℃下样品晶片的静态膨胀倍数为9～32倍,含蛭石晶层高的工业蛭石阳离子交换容量大、膨胀率高。

工业蛭石的矿物学属性及在“双碳”战略中的作用

基于工业蛭石的化学成分、矿物组成及热学与阳离子交换性等矿物学属性,重点讨论了灼烧膨胀法、插层膨胀法和插层-微波膨胀法对国内不同产地膨胀蛭石膨胀率的影响。结果表明,工业蛭石的矿物组成以金(黑)云母-蛭石间层矿物为主,含少量蛭石或金云母;工业蛭石由于结构中含有蛭石晶层而具有良好的加热或插层膨胀性与阳离子交换性;相对于灼烧加热膨胀法,采用微波膨胀法、插层膨胀法和插层—微波膨胀法可制备结构层不被破坏的高强度柔韧性膨胀蛭石。采用复合插层—微波膨胀法制备的高膨胀率膨胀蛭石为长条蠕虫状多孔轻质材料,膨胀倍数高达36倍,堆积密度仅为0.033 g/cm^(3),具有优异的轻质、保温和绝热性能。工业蛭石矿产具备战略性新兴矿产的许多特征,具有节能降耗和控制能耗强度并助力碳减排碳达峰的功能,在“双碳”战略和环保节能领域具有重要的作用。

工业膨胀蛭石对水体中磷的去除研究

研究了工业膨胀蛭石对模拟养殖废水中磷酸盐的吸附性能,考察了pH值、吸附时间、固液比对吸附效果的影响,并通过原子吸收光谱法测定了蛭石在对磷酸盐吸附过程中主要金属元素的浸出含量,探究膨胀蛭石吸附水中磷的吸附平衡,对吸附机理进行了探讨.结果表明,工业膨胀蛭石对磷酸盐的吸附量可达2.76 mg/g,pH值在3～9的范围内有较高的吸附量;K、Ca、Mg这3种元素的浸出含量随着溶液中磷酸盐浓度升高而增加,Fe、Al元素则相应减少;工业膨胀蛭石对磷的吸附机理主要是先通过离子交换作用交换出层间阳离子,然后与H2PO4^-、HPC4^2-反应形成沉淀被吸附;吸附等温曲线均符合Freundlich公式与Langmuir公式,相关系数分别为0.978 1和0.985 1.

溶液酸碱度对蛭石吸附水中金属离子的影响研究

通过用新疆工业蛭石吸附水中的Cu^2＋、Pb^2＋和Zn^2＋金属离子的实验，探讨了pH值影响蛭石吸附Cu^2＋、Pb^2＋和Zn^2＋的机理。实验结果表明，蛭石对水中的Cu^2＋、Pb^2＋和Zn^2＋具有很高的吸附量和吸附率：pH值是影响吸附率的重要因素．但影响却不尽相同：对Cu^2＋和Zn^2＋吸附效果最好的pH值范围是6-7，对pb^2＋的则为4.5-6，经实际检验，pH=7.5时工业蛭石可有效去除电镀废水中的Cu^2＋和Zn^2＋。

化学-微波法制备高膨胀率膨胀蛭石及对亚甲基蓝的吸附机理

基于工业蛭石优异的热膨胀性及阳离子交换性,利用化学-微波法制备高膨胀率膨胀蛭石(HEV),采用对比分析法对亚甲基蓝(MB)的吸附性能进行了研究。结果表明,HEV膨胀率高(膨胀率K=60倍),比表面积大(80 m^2·g^-1),孔径主要分布在2~5 nm之间,仍保持蛭石、水金云母和金云母的物相结构,阳离子交换容量由原样的0.835 mmol·g^-1增加到1.005 mmol·g^-1。HEV对MB的吸附容量受MB初始浓度、吸附时间、溶液pH和吸附温度影响。当MB溶液初始浓度为300 mg·L-1、吸附时间为240 min、溶液pH值为9、吸附温度为298 K时,吸附量为419.87 mg·g^-1,远高于蛭石原矿。吸附过程符合Langmuir模型与准二级动力学模型,为单分子层吸附和吸附势垒较低的自发无序吸热反应过程。HEV具有优异的阳离子交换性和吸附性,是一种具有开发价值的高效低成本吸附剂。

微波法制备膨胀蛭石的试验研究

对采自新疆尉犁蛭石矿的工业蛭石样品采用微波加热法进行了微波膨胀研究,研究了在不同微波功率和作用时间条件下工业蛭石的体积膨胀率、密度和质量变化,并对制备的膨胀蛭石进行了XRD分析。结果表明:在一定的微波功率条件下加热一定时间后,可使工业蛭石样品膨胀。工业蛭石的失重和膨胀倍数随微波功率的增大和作用时间的延长而增大,而堆积密度减小。随着微波功率的增加,达到相同膨胀倍数时所需的时间变短。采用微波加热法,所采工业蛭石样品的最大膨胀倍数约为4.5左右。膨胀蛭石具有与金云母相似的晶体结构。

新疆尉犁蛭石插层-微波膨胀法制备高膨胀率膨胀蛭石的实验研究

为提高新疆尉犁工业蛭石的热膨胀性能,对其进行了插层-微波法制备高膨胀率膨胀蛭石(HEV)的实验研究。利用X射线衍射、扫描电子显微镜分析了制备样品HEV的物相组成、结构和微观形貌特征。结果表明,草酸与双氧水的协同插层作用可大幅提高蛭石的膨胀率。在样品制备过程中双氧水浓度为主要影响因素,草酸添加量为次要因素。HEV的最佳制备工艺为草酸添加量为1.0 g、双氧水浓度为15%、双氧水体积为30 mL、插层时间为24 h、微波功率700 W的条件下加热10 min,其集合膨胀率可达43倍。

蛭石的高膨胀倍数制备工艺与机理

为提高蛭石矿产资源利用效率和膨胀蛭石产品附加值,以新疆尉犁工业蛭石为原料,采用化学处理–焙烧加热法制备高膨胀倍数膨胀蛭石(HEV),研究HEV结构与形貌、最佳制备工艺与膨胀机理。结果表明:HEV样品膨胀倍数(约70倍)远超常规方法制备的膨胀蛭石样品。HEV的制备机理与工业蛭石内部金云母、水金云母及蛭石的镶嵌结构有关。该结构可导致工业蛭石片层形成大量空腔,有效阻碍内部气体的逸出,使工业蛭石获得更好的热膨胀性能。该制备方法可提高工业蛭石资源应用效率,降低生产成本。HEV可作为蛭石纳米材料的低成本前驱体。