CPB柱撑改性蒙脱石的制备及其对有机污染物的吸附性能研究(3)

(2)比表面积 比表面积是决定柱撑蒙脱石性能的主要参数。柱化作用后,比表面积可以获得很大程度的提高。最高增加的幅度甚至可达到9倍。比表面积增


(2)比表面积

比表面积是决定柱撑蒙脱石性能的主要参数。柱化作用后,比表面积可以获得很大程度的提高。最高增加的幅度甚至可达到9倍。比表面积增加的幅度主要由进入结构层间的柱撑剂的量决定。原蒙脱石的比表面积约为20~100m2·g-1,柱撑后可达到450~500 m2·g-1。比表面积如果越大,蒙脱石能够提供的化学反应的接触空间就越大[9]。这时候它的催化性能和吸附性能的提升也就会越大。

1.2.3 柱撑蒙脱石的分类

柱撑蒙脱石的柱撑剂(或称作柱化剂、交联剂等等)一般有以下几种:(1)烷基季铵离子,尤其是具有中、长链烷基的离子,可以使钠基蒙脱石的层间距由1.2nm扩大到3.8~4.1nm;(2) 多核羟基金属阳离子;(3) 双环胺阳离子;(4) 金属鳌合物[10]。

根据柱撑离子的不同,柱撑蒙脱石可分为:无机柱撑蒙脱石、有机柱撑蒙脱石和复合型柱撑蒙脱石。

(1)有机柱撑蒙脱石

有机柱撑蒙脱石是利用有机柱撑剂柱撑钠基蒙脱石制得的一种重要的精细化工产品。这样的过程一般是通过离子交换反应。制备有机柱撑蒙脱石是利用蒙脱石可以进行阳离子交换的性质,以一头亲水性、一头亲油性的阳离子表面活性剂进行交换(一般为有机季铵盐)[11]。

Na-montmorillonite + [NR4]+      [NR4]- montmorillonite + Na+

其中[NR4]+表示阳离子表面活性剂。

(2)无机柱撑蒙脱石

利用蒙脱石可进行阳离子交换的性质,将蒙脱石层间的Ca2+、Mg2+、Na+等金属阳离子用其他阳离子进行替换。根据与之进行交换的元素种类,可以制备钛柱撑黏土(Ti-PILC)、硅柱撑黏土(Si-PILC)和铝柱撑黏土(A1-PILC)等。

(3)复合型柱撑蒙脱石

有机柱撑蒙脱石比表面积较大。而以多聚羟基金属阳离子柱撑出的蒙脱石一般层间距较小。为了获得更好的效果,研究人员就考虑将某些表面活性剂引入无机蒙脱石层间合成无机一有机柱撑蒙脱石[12]。这样的复合型柱撑蒙脱石具有更大的孔径,能更好的同时吸附有机污染物和重金属离子,并且其热稳定性得到明显改善。