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海泡石的表面改性

2020-04-26  来自: 南阳市卧龙区磊宝海泡石加工有限公司 浏览次数:46

       天然海泡石矿品位低,杂质含量较高,且表面酸性弱、通道小、热稳定性不好,这些弱点限制了海泡石的应用。因此海泡石必须预先经过提纯、超细加工、改性等一系列处理才能扩大其应用价值,常用的改性方法有酸活化法、离子交换法 、水热处理法和焙烧法, 有机金属配合物改性、矿物改性等。

       1、酸改性

       酸改性是通过用强酸中的H+取代骨架中的Mg2+,Si-O骨架生成Si-OH基,结晶水也随之失去,导致海泡石晶体内部分通道连通,使微孔发展成中孔,微孔比率减少,中孔比率增大,表面积从195.2m2/g增加到306.6m2/g。

       由于海泡石中的Mg2+是弱碱,遇弱酸会生成沉淀而沉积于海泡石的微孔结构中,因此,目前处理酸均为强酸(HCl、H2SO4、HNO3等)。海泡石的吸附能力与活化改性所用的酸浓度有很 大的关系,酸浓度不够大时难以溶出海泡石中的镁离子,不能增大孔径和微孔隙率;酸浓度过大时,海泡石的结构则会发生较大的变化,大孔隙率增加,且有可能变为硅胶,吸附能力与交换能力下降。

       2、离子交换法

       离子交换改性是用金属离子取代海泡石晶格中的镁离子,使海泡石产生中等强度的酸性或碱性。离子交换改性克服了酸处理使海泡石结构发生改变的后果,但不能增加海泡石的比表面积。

海泡石

       3、水热处理法

       水热处理法活化在高压釜内进行,即将海泡石和水混合后加入反应釜内,在一定温度下搅拌数小时,产物经分离、干燥后即得到超细化处理的海泡石产品。由于海泡石层间或纤维束粘合力强,在常温常压下进行酸处理很困难,可以首先采用水热法处理,得到既超细化又易分离的海泡石,然后再进行其他的活化改性处理,从而增加其活性。

       4、焙烧处理法

       在海泡石的结构中存在有三种形式的水,即吸附水、结晶水和羟基水。将海泡石在100~1000℃下焙烧处理,其吸附与脱色能力随温度和时间的变化而变化,有实验表明在200~300℃下焙烧活化海泡石,其吸附性能有明显提高,而在300~800℃下焙烧处理海泡石,其吸附能力减弱。

       5、有机改性

       海泡石的有机改性目前主要有硅烷偶联剂表面改性和有机金属配合物改性。硅烷偶联剂表面改性能改善海泡石的分散性能,强化海泡石—高分子材料界面粘结。改性的原理主要是利用海泡石表面的酸活性中心和活性Si-OH基团。

       6、矿物改性

       利用海泡石高的比表面积将矿物沉积于海泡石的表面及微孔中也是一种较好的处理方法。1990年Campeio J M等分别以环氧丙烷及氨水作沉淀剂将AlPO4沉积于海泡石的结构中,之后用于CSI反应,结果表明AlPO4的引入不仅能提高海泡石的表面酸性,而且孔结构也得到不同程度的调整。

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