膨潤(rùn)土的氫鍵機(jī)制

時(shí)間：2014-05-21 10:06:33

作者：世邦機(jī)器

氫鍵機(jī)制目前研究者多認(rèn)為，之所以層間含有高價(jià)態(tài)金屬陽(yáng)離子的蒙脫石對(duì)有機(jī)分子具有更強(qiáng)的吸附能力，主要是因?yàn)楦邇r(jià)態(tài)陽(yáng)離子具有更強(qiáng)的內(nèi)層配位能力，能和周圍更多的水分子結(jié)合，而水分子的―OH基團(tuán)可通過氫鍵與有機(jī)分子相互作用，從而吸附更多的有機(jī)分子。膨潤(rùn)土生產(chǎn)設(shè)備有很多種，膨潤(rùn)土雷蒙磨就是其中的一種。蒙脫石層間與金屬陽(yáng)離子配位的水分子和苯酚分子之間有氫鍵作用。Ukrainc-zyk和Smith通過對(duì)蒙脫石吸附吡啶的NRM研究，有力地證明了吸附過程中的氫鍵作用機(jī)制。

張僉等（2001）對(duì)含Na+、Ca2+、Cu2+、Al3+和Cr3+的蒙脫石進(jìn)行X射線衍射分析，底面反射d （001）面網(wǎng)間距的值，依次為1.3065nm、1.5019nm、1. 533lnm、1.560nm、1.6598nm，即這幾種蒙脫石的層間距由小到大的順序?yàn)椋?/p>

鈉基蒙脫石〈鈣基蒙脫石〈銅基蒙脫石〈鋁基蒙脫石〈鉻基蒙脫石

這與它們吸附苯酚的能力由小到大的順序一致。較大的層間距有利于苯酚分子進(jìn)入蒙脫石層間，進(jìn)入蒙脫石層同的苯酚分子既可和金屬陽(yáng)離子周圍的水分子形成氫鍵被吸附，也可直接通過物理靜電吸附被固定在蒙脫石的層間。選擇的5類蒙脫石層間金屬離子的電價(jià)高低為：

Na+〈Ca2+=Cu2+〈Al3+Cr3+

而它們的離子半徑大小則為：

Na+〉Ca2+〉Cu2+〉A(chǔ)l3+〉Cr3+

這5種離子進(jìn)入蒙脫石層間由難到易的順序?yàn)椋?/p>

Na+〉Ca2+〉Cu2+〉A(chǔ)l3+〉Cr3+

即Cr3+較容易進(jìn)入蒙脫石層間。假設(shè)吸附到蒙脫石中的金屬陽(yáng)離子都位于層間，那么，實(shí)驗(yàn)中采用的Ca2+-蒙脫石、Cu2+-蒙脫石、Al3+-蒙脫石、Cr3+-蒙脫石中的層間含有的Ca2+、Cu2+、Al3+、Cr3+物質(zhì)的量的比約為0.89：2.54：3.39：3.87。同時(shí)，由于高價(jià)陽(yáng)離子更強(qiáng)的內(nèi)層配位能力，它們能夠和更多的水配位。這5種蒙脫石中吸附水量由少到多的順序?yàn)椋?/p>

Na+-蒙脫石〈蒙脫石〈 Cu2+-蒙脫石〈 Al3+-蒙脫石〈Cr3+-蒙脫石

這與鄭紅等（ 2001）對(duì)類型蒙脫石中吸附水的含量測(cè)試結(jié)果一致（富含Na+、Ca2+、Al3+、Cr3+的蒙脫石中吸附水的含量分別為7.23%、7.80%、10.89%.、11.54%）表明高價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子周圍環(huán)繞著更多的水分子，這些水分子可和苯酚分子形成氫鍵從面吸附更大量的苯酚。