钾基蒙脱石对镍离子的吸附作用

钾基蒙脱石的特殊结构决定了其具有一定的阳离子交换能力,这正是钾基蒙脱石可以用于吸附重金属离子的前提。本文采用液闪法研究了钾基蒙脱石对水溶液中镍离子的吸附性能,探讨了温度、pH、吸附剂用量、溶液中镍初始浓度等因素对钾基蒙脱石吸附镍离子的影响。结果表明,较高碱性pH值有利于钾基蒙脱石界面羟基络合配位大量镍离子;钾基蒙脱石用量可提高镍吸附率;提高温度也有利于镍的吸附;热力学吸附模型可采用Freundlich方程来描述。

钾基蒙脱石的分子力学和分子动力学模拟

利用分子力学(molecular mechanics,MM)和分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟了K-蒙脱石层间阳离子和水的结构及动力学特征,并将模拟的X射线衍射结果与实验值进行比较。结果显示:在K-蒙脱石的最优构型中,层间距随着水含量的增加而增大;X射线衍射的模拟结果和实验结果一致;K+的位置和蒙脱石层间电荷位置有关,K+在1,2层水合物中依附于黏土的表面附近,而在3层水合物中K+则脱离表面开始向层中其它方向扩散。水分子在黏土层间分散于各个方向,而且存在水质子和K+竞争电荷位置的现象。水和K+在钾基蒙脱石中的活动性低于其在水中和溶液中的活动性。径向分布函数分析结果表明K+组织水分子的能力有限,说明K+对蒙脱石的水化膨胀起抑制作用。