膨润土的微波活化简述-泰州胜达机电科技有限公司
时间：2010-09-10 阅读：234
膨润土的微波活化简述
l 膨润土的特点
膨润土（Bentonite）也叫斑脱岩或膨土岩，十七世纪末美国地质学家Knight发现并以美国俄明州落基山河附近膨润土产地—Fort Benton命名为Bentontie。膨润土是以*（Montmorillonite）类矿物为主要成分的岩石，是*矿物达到可利用含量的粘土或粘土岩。其中*含量为30%～80%，相对密度为2.4～2.8，熔点1330℃～1430℃。膨润土的性质主要由*的特性所决定，*是2：1型的层状硅酸盐，属单斜晶系。结构单元层由两片顶角朝里的Si-O4四面体片夹一层Al-O4（OH）2八面体片形成，四面体与八面体靠共用的氧原子连接，结构化学式为Al2（OH）2Si4O10。不存在层间分子时，*的理论组成为SiO2—66.7%，Al2O3—28.3%，H2O—5%。
*的特殊晶体结构决定了其应用前途。由于层内发生同晶替代现象，*的Si-O4四面体和Al-O4（OH）2八面体中的硅离子、铝离子被Ca2+、Mg2+、Na+等阳离子置换，致使每个*晶胞带0.66的静电荷。这些离子属于低电价大半径阳离子，与结构单元层之间的作用力较弱，所以*具有吸附阳离子和极性有机分子的能力并能把这些离子保持在可交换状态。膨润土离子交换性能的表征参数称为CEC—离子交换容量，定义为每100g膨润土所能交换的阳离子数的总和。天然膨润土的阳离子交换量在70～140meq·100g-1。
*颗粒表面有未中和的酸基（SiO23-，HSO3+）或碱基[Al（OH）2+，Al（OH）2+，Al3+]，还可以在水溶液中发生电离，结构单元层间带负电荷，边缘带正电荷。因此可吸附金属离子或点电荷的有机极性物质。*晶粒具有较大的比表面积和孔隙度，同时由于层间作用力较弱，在溶剂的作用下发生层间剥离、膨胀、分离成更薄的单晶片而具有更大的内表面积，伴随巨大的表面自由能而导致巨大的吸附能力。
膨润土具有⑴膨胀性和亲水性（亲油性），⑵吸附性和阳离子交换性，⑶催化活性，⑷分散性和悬浮性，⑸粘接性和触变性，⑹稳定性和无毒性。
l 膨润土的改性方法
1、 膨润土的钠化改性是在一定的条件下通过加入改性剂及一定加工处理（挤压、碾压），使钙基膨润土转变为钠基膨润土的加工过程。主要方法有⑴悬浮液法，⑵陈化法，⑶挤压法。
2、 膨润土的微波改性活化，微波是一种电磁波，可改变离子迁移和偶极子的转动情况但不引起分子结构的改变，属于非离子化的辐射能。微波的加热机理为离子传导和偶极子转动。离子传导是电磁场中可离解离子的导电移动，形成电流，由于介质对离子的阻碍而产生热效应。溶液中所有的离子都起导电作用，其大小与介质中离子的浓度与迁移率有关。因此，离子迁移产生的微波能量损失依赖于离子的大小、电荷量和导电性，并受离子与溶液分子之间的相互作用的影响。在2450MHz的电场中，偶极子以4.9×109次/s的速度转动。由于分子的热运动相邻分子的作用，使偶极子随外加电场方向的改变而做规则摆动时受到干扰和阻碍，使杂乱无章运动的分子获得能量并以热的形式表现出来，介质的外呢度也随之升高。偶极子加热的效率与介质的驰豫时间、温度、粘度有关，温度与介质离子的迁移率、浓度、介质的驰豫时间决定。
l 微波活化效率
微波是频率为300MHz～300GHz的电磁波，加热的特点是可在不同深处同时加热（体加热），使材料加热更快速更均匀。膨润土通过微波活化后的失重率对比和吸附率的对比，得出微波炉的*焙烧活化时间是8min，是原有生产工艺上普通马弗炉的20倍。当微波活化时间对膨润土活化理性有很大的影响，短时间内微波加热使原膨润土内表面吸附水和层间水迅速汽化逸出，促进孔隙的形成和结构的通畅。随加热时间的延长，水分减少，孔隙数量达到zui大值。进一步延长加热活化时间，样品温度升高，样品粉化，孔隙和通道数量减少。微波加热活化过程是样品内孔隙和通道结构变化的过程，从而影响改性后样品的吸附特性和效果。
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