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
钠基膨润土标准
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。吸附脱色性膨润土对各种气体、液体、有机物质具有一定的吸附能力,大吸附量可达5倍于它的重量,尤其是酸性膨润土和经酸处理活化的活性白土对各种油类具有良好的脱色性能。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。
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。前面提到膨润土具有强烈的水化作用,因而能够形成更细微的片状结构,呈胶体状态,大量吸附带正电荷的电解质,可与带负电荷的纤维结合,从而使膨润土留着在纤维上。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。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。
膨润土有极强的吸水性,遇水时发生水化.可膨胀至原体积的10~20倍,其原因可总结为三方面:(1)膨润土具有很大的比表面积.能吸附大量的水}(2)膨润土的晶体结构允许水分子进入其晶格层问.从而使之产生膨胀_(3)每个颗粒表面都带负电荷.相互排斥。膨润土(Bentonite)-词系根据1898年W·C奈特(Knight)对美国怀俄嘎州FortBenton附近白垩纪粘土页岩的命名,又名“斑脱岩”或膨土岩.一般是指主要由蒙脱石组成的一种粘土岩。膨润土水化后还具有很好的保水性.即使在高压下.其中的水也不会被排斥掉.形成拈稠的凝胶体.其抗渗系数很低.可达10_。cm/s。吸水后的膨润士自然干燥后.仍具有吸水膨胀能力.可反复膨胀。
这种膨胀性使膨润土成为非常有效的防水密封材料.当膨润土水化时.在限定的空间内膨胀形成凝砬体.从而阻止了水的渗透;同时在膨胀压的作用下.粘稠的凝胶体会进入建筑物的裂缝中,起剜密封防水的作用。
利用此性能.可以制造出一系列的防水材料。
过滤剂:在生产中,膨润土可起吸附剂、过滤剂的作用。助悬剂、混悬剂:膨润土具有较好的生物利用度,制成混悬剂给药更容易,特别对儿童和吞咽困难的老人来说,给服药带来了方便。如膨润土可作为去除溶液中咖啡印的吸附剂、过滤剂。过滤剂是由纤维材料基质颗粒和膨润土构成。当溶液中咖啡印含量在20~100μg/mL时,将溶液通过过滤剂,在接触时间少于2min内,即可使咖啡印的含量减少40%。另外,膨润土可用于纯化青酰化酶。青酰化酶是生产半合成β-内酰***类扛生素的重要工业用酶。按每1L发酵上清液加入6g膨润土的比例将膨润土加到青酰化酶发酵上清液中,可将酶吸附,而吸附的蛋白质仅占发酵上清液中的10%左右,而且酶可全部洗脱。此法简便,酶活力收率高,可直接从未除筠体的发酵液中提取酶。膨润土还可用于中药的提取。如可将膨润土用于精制浸膏,用5.7%的膨润土加于流浸膏中,调节pH=9.3,将混合物加热到95℃,保持45min,过滤,制成的浸膏比未经膨润土处理者,其中酸的含量约10%,且几乎无沉淀。
膨润土矿的目的矿物蒙脱石是一种含水的层状铝硅酸矿物。污水净化用膨润土的技术我国水污染严重,城市污水处理率仅约为40%,污水量大、水质复杂,是主要污染源之一。晶体结构特点是二层硅氧四面体晶片与其间的铝氧八面体晶片相结合形成晶层,构成2:1型结构。晶层具有水分子和可交换性阳离子。八面体空隙中的阳离子为Al3+离子,剩下两个空位,为二八面体型。蒙脱石晶体化学特点是类质同象种类多,使之化学成分复杂,变化大。八面体空隙中的Al3+常被低价的Mg2+、Fe2+置换;四面体空隙中的Si4+被Al3+置换,由于低价阳离子替代阳离子,使结构层产生多余的负电价。为了保持电中性,在结构层之间,除水分子外,存在较大半径的阳离子Na1+、Ca2+、Mg2+等。这些阳离子是可交换的,使蒙脱石族矿物具有离子交换性、吸水性、膨胀性、触变性、粘结性、吸附性等一系列很有价值的特性。
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