钠质膨润土的分散程度较钙质膨润土高,钠质膨润土的吸水率高、膨胀倍数大。钠质膨润土和钙质膨润上吸水膨胀产生不同结果的原因是:
1)阳离子可以将膨润土颗粒联结在起,制约了膨润土颗粒的分散。多价离子比一价离子电荷密度大,颗粒之间产生较强的静电引力,使膨润土颗粒联结的能力强,因此钙质膨润土的分散能力比钠质膨润土要弱。
2)蒙脱石晶格置换产生的负电荷要吸附电性相反的离子来平衡
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钠质膨润土的分散程度较钙质膨润土高,钠质膨润土的吸水率高、膨胀倍数大。钠质膨润土和钙质膨润上吸水膨胀产生不同结果的原因是:
1)阳离子可以将膨润土颗粒联结在起,制约了膨润土颗粒的分散。多价离子比一价离子电荷密度大,颗粒之间产生较强的静电引力,使膨润土颗粒联结的能力强,因此钙质膨润土的分散能力比钠质膨润土要弱。
2)蒙脱石晶格置换产生的负电荷要吸附电性相反的离子来平衡溶液的电性。这些电性相反的离子是以水化离子形式存在于溶液当中,带负电荷的蒙脱石颗粒吸附水化阳离子形成双电层。双电层的厚度与反离子价数的两次方成反比,即阳离子价高,水化膜薄,膨胀倍数低;而阳离子价效低,水化膜厚,膨胀倍数高。膨润土作为天然矿产,是环境友好材料,具有优异的防渗性、耐久性,能够永九防渗。
3)钠质膨润土晶层吸附水的厚度是三层,钙质膨润土晶层吸附水的厚度是四层。在极性水分子的作用下,由于静电引力较小,钠质膨润土晶层之间可以产生较大的晶层间距,而钙质膨润土由于晶层间的朴电引力较大,极性水分子不易进入晶层之间,因此,钙质膨润土晶层间产生的距离明显比钠质膨润土小,表现在钙质膨润土比钠质膨润土难于在水中分散、膨胀倍数低。实质上,蒙脱石的膨胀性受其化学成分控制,含钠离子多的蒙脱石可以待续不断地膨胀,直至成为一种凝胶状态。我国大部分膨润土矿以生产钙基膨润土为主,钙基膨润土比钠基膨润土便宜,而且容易到手,所以我们在肉鸡和蛋鸡试验上,都用的是钙基土。含钙离子多的蒙脱石只能从干操状态到含水状态膨胀是有限度的。我们在了解了影响膨润上膨胀性的深层次的原因后,可以人为有效地控制膨润土矿物的膨胀性能,使之达到好的使用效果。
蒙脱石的性质和层间的交换性阳离子种类有很大关系。根据层间主要交换性阳离子的种类,通常蒙脱石分为钙蒙脱石和钠蒙脱石。
蒙脱石有吸附性和阳离子交换性能,可用于除去食油的、煤油的净化、废水处理;由于有很好的吸水膨胀性能以及分散和悬浮及造浆性,因此用于钻井泥浆、阻燃(悬浮灭火);国内也开展了相应的研究工作,主要研究了膨润土对印染废水、金属离子废水、造纸废水、油污废水的吸附等,但国内主要停留在研究阶段,未见有应用报道,其中一个关键难点是应用困难。还可在造纸工业中做填料,可优化涂料的性能如附着力、遮盖力、耐水性、耐洗刷性等;由于有很好的粘结力,可代替淀粉用于纺织工业中的纱线上浆既节粮,又不起毛,桨后还不发出异味,真是一举双得。
总的说,钠质蒙脱石(或钠膨润土)的性质比钙质的好。
用盐酸、硫酸或磷酸处理过的天然膨润土被称为酸性白土。酸性白土与膨润土原矿物相比,比表面积显著增加,具有很高的吸附性能和触媒活性。传真纸、计算机记录用的压敏复写纸就是应用了酸性白土与白色(无色)染料接触发生的化学反应来实现化学显色的。
膨润土在无碳复写纸中作为力敏色素的显色剂,用于无碳复写纸的酸活化处理膨润土产品,在英国、德国、日本早已生产使用。浙江某研究所利用仇山膨润土,制成无碳复写纸用特种漂土,产品经北京造纸研究所等单位使用,认为完全可以替代进口产品。
以三层的无碳复写纸为例,在上层纸和中层纸背面所用的粘结剂中包有含色素的明胶、阿拉伯树胶微交囊在中层纸和下层纸的表面粘有酸性白土作为显色剂。纸中的色素受微交囊保护,重叠后不自行显色。另一方面它的添加会导致球团铁品位降低,冶炼渣增加,影响炉容,增加热耗,增加成本等。但当用笔尖或打字机针头对纸面施加压力时,微交囊就会,染料外溢后与涂层面接触,酸性白土显色剂具有吸附力并能提供质子,无色染料获得质子后内酯环断裂形成极化离子结构而实现显色。
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