凹凸棒粘土的吸附方式:(1)電荷不平衡引起吸附,主要是通過不同價態的離子與晶體中的Mg2+、Al3+、Fe3+發生交換,造成電荷不平衡,以及凹凸棒粘土表面電荷分布不平衡帶來的吸附效應;(2)Si—O—Si斷裂可與被吸附物質形成共價鍵,產生較強的吸附.
1.3流變性
凹凸棒粘土最重要的特點之一就是在相當低的濃度下可以形成高粘度的懸浮液.凹凸棒粘土晶體結構含有三維立體鏈,在水中分散后其針狀束被拆散而形成雜亂的網絡結構,網絡束縛液體而使體系變稠.在外力下能夠充分分散,形成一種雜亂的纖維格狀體系的懸浮液,流變性極好.其流體特征體現了非牛頓流體的性質,粘度隨凹凸棒粘土含量增加而增大,隨剪切力呈現較大的觸變性,在低剪切力作用下,懸浮液易發生絮凝.[6]凹凸棒粘土在水中易團聚而失去流動性,故在其懸浮液系統中添加分散劑是控制流變性的一種有效方法.
1.4可塑性
凹凸棒粘土的可塑性與它的吸水性有著密切的關系.人們詳細研究了凹凸棒粘土及其他粘土的可塑性及吸水性.當水的質量分數達到凹凸棒粘土自重100%時,達到其塑性極限.因此,其塑性指數范圍為1~100.然而,由于組成的變化,塑性指數通常在57~123變化.一般來說,除了蒙脫土以外,凹凸棒粘土的可塑性高于其他粘土.[2]35
1.5離子交換能力
凹凸棒粘土硅氧四面體中的Si4+被Al3+替代,或者其高價陽離子被低價陽離子代替,會產生過剩負電荷.由于電荷的不平衡,凹凸棒粘土具有一定的陽離子交換容量.[7]天然的凹凸棒粘土陽離子交換能力(簡稱CEC)是相當低的,通常<50 mmol/100 g,大多在20~30mmol/100 g,鈉凹凸棒粘土CEC較高,達65 mmol/100g,高于高嶺土,但僅是蒙脫土和蛭石的1/2~1/3.隨著粒徑的減小,CEC值略有增加.陳浩等[8]以甘肅臨澤凹凸棒粘土為原料,研究了不同價態金屬鹽溶液交換對原土及酸處理凹凸棒粘土理化性質的影響.結果表明:升高溫度,有利于陽離子交換容量的提高,但不利于比表面積的增加.
1.6催化性
凹凸棒粘土的微細孔隙結構、非等價陽離子類質同象置換及加熱引起的晶體內部和表面產生路易斯酸化中心和堿化中心、經熱處理后所具有的較強力學性能和熱穩定性等特性,其晶體不僅能滿足異相催化反應所需的微孔和表面特征,還會影響反應的活化能和反應級數,有利于有機化學反應中正碳離子化、酸堿協同催化等作用的實現,且具有分子篩的擇形催化裂解等特點.[9]
1.7填充性
由于凹凸棒粘土特殊的針狀、纖維狀晶體結構且具有無毒、無味、無刺激等優點,因此,具備良好的填充性能.作為高分子材料的填充劑,優于其他無機填料.目前,應用于高分子材料作為填充劑的研究正成為凹凸棒粘土應用研究的熱點.[10-13]
1.8化學特性
凹凸棒粘土一個最有價值的特點是它的化學惰性.常見的鹽酸、磷酸、草酸、硝酸和醋酸對凹凸棒粘土影響也不大,高濃度的酸常用作凹凸棒粘土的漂白劑,加入鹽酸還可以提高其吸附性.凹凸棒粘土膠體懸浮液受鹽的影響很小.懸浮液于電解質中不發生絮凝沉淀,其他的電解質如氨水、氫氧化鈉、氯化鉀、無機磷酸鹽對凹凸棒粘土的影響很小.[2]35
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