膨润土的矿物学特征与可控改造技术研究

彭同江, 孙红娟, 罗利明, 刘波. 膨润土的矿物学特征与可控改造技术研究[J]. 矿产保护与利用, 2019, 39(6): 93-100. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.06.014
引用本文: 彭同江, 孙红娟, 罗利明, 刘波. 膨润土的矿物学特征与可控改造技术研究[J]. 矿产保护与利用, 2019, 39(6): 93-100. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.06.014
PENG Tongjiang, SUN Hongjuan, LUO Liming, LIU Bo. Mineralogy Characteristic and Controllable Retrofit Technology of Bentonite[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2019, 39(6): 93-100. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.06.014
Citation: PENG Tongjiang, SUN Hongjuan, LUO Liming, LIU Bo. Mineralogy Characteristic and Controllable Retrofit Technology of Bentonite[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2019, 39(6): 93-100. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2019.06.014

膨润土的矿物学特征与可控改造技术研究

  • 基金项目:
    国家重点研发项目(2018YFC1802902)
详细信息
    作者简介: 彭同江, 教授, 博导, 研究领域:矿物晶体化学与矿物材料, E-mail:tjpeng@swust.edu.cn
  • 中图分类号: P619.25+5;TB34

Mineralogy Characteristic and Controllable Retrofit Technology of Bentonite

  • 从膨润土属性出发,在系统阐述蒙脱石成分、结构和理化性能特点的基础上,深入讨论了蒙脱石的深度加工技术和应用。研究表明,蒙脱石具有优异的可控改造性,通过钠化改性提高膨胀性后可使蒙脱石剥离分散制备凝胶,通过阳离子交换性可进行插层改性制备有机插层和柱撑蒙脱石,进一步可向蒙脱石层间域中引入有机单体和金属氧化物前躯体,通过原位聚合和水解、脱羟、成核结晶等制备蒙脱石/聚合物纳米材料和氧化物/蒙脱石纳米复合材料等,利用蒙脱石比表面积大、化学反应活性强的特性可在低温常压下合成沸石和方钠石等。通过可控改造和深度加工可制备系列功能性蒙脱石新材料,并在战略新型产业领域中具有广泛的应用。

  • 加载中
  • 图 1  蒙脱石的晶体结构示意图

    Figure 1. 

    图 2  钠化膨润土超声分散离心上(U)、中(M)、下(B)部涂膜(湿态)样品的XRD图[7]

    Figure 2. 

    图 3  钠化蒙脱石溶胶样品涂膜在干燥不同时间后样品的XRD图[7]

    Figure 3. 

    图 4  季铵盐阳离子/蒙脱石插层复合样品的XRD图及季铵盐阳离子在蒙脱石层间域中的排布模式[1]

    Figure 4. 

    图 5  聚苯胺与聚苯胺/蒙脱石复合物样品的X射线衍射图谱[24]

    Figure 5. 

    图 6  蒙脱石用量对聚苯胺/蒙脱石复合材料电导率的影响[24]

    Figure 6. 

    图 7  不同温度焙烧后TiO2/蒙脱石系列样品的XRD图谱[28]

    Figure 7. 

    图 8  不同温度焙烧后TiO2/蒙脱石系列样品吸附脱色率R(A)、光催化脱色率R(B)、总脱色率R(C)及比表面积(Sw)随温度变化的曲线[28]

    Figure 8. 

    图 9  不同Na/Si摩尔比条件下合成样品的XRD图[33]

    Figure 9. 

    图 10  不同Na/Si摩尔比条件下合成样品的SEM图[33]

    Figure 10. 

  • [1]

    孙红娟.TiO2/蒙脱石纳米复合材料的制备与机理研究[D].成都: 四川大学, 2011.

    [2]

    董发勤.应用矿物学[M].北京:高等教育出版社, 2015.

    [3]

    Sun C, Fang Z, Qin F, et al. Insight into the dispersive mechanism of Carboxylated Nanofibrilllated cellulose for individual montmorillonite in water[J]. Composites Part B:Engineering, 2019, 177:107399. doi: 10.1016/j.compositesb.2019.107399

    [4]

    Xu Y, Khan M A, Wang F, et al. Novel multi amine-containing Gemini surfactant modified montmorillonite as adsorbents for removal of phenols[J]. Applied Clay Science, 2018, 162:204-213. doi: 10.1016/j.clay.2018.06.023

    [5]

    Zhu R, Chen Q, Zhou Q, et al. Adsorbents based on montmorillonite for contaminant removal from water:A review[J]. Applied Clay Science, 2016, 123:239-258. doi: 10.1016/j.clay.2015.12.024

    [6]

    Begg J D, Edelman C, Zavarin M, et al. Sorption kinetics of plutonium (Ⅴ)/(Ⅵ) to three montmorillonite clays[J]. Applied geochemistry, 2018, 96:131-137. doi: 10.1016/j.apgeochem.2018.06.001

    [7]

    赵子豪, 孙红娟, 彭同江, 等.蒙脱石的剥离分散行为及其结构, 性能变化[J].硅酸盐学报, 2018, 46(5):739-745. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gsyxb201805019

    [8]

    胡傲厚, 彭同江, 孙红娟.原位插层聚合法制备聚苯胺/蒙脱石纳米复合导电材料的研究[J].非金属矿, 2010, 33(3):4-8. doi: 10.3969/j.issn.1000-8098.2010.03.002

    [9]

    孙红娟, 彭同江, 邓建国.聚苯胺/蒙脱石纳米复合材料的实验制备研究[J].岩石矿物学杂志, 2005, 24(1):73-78. doi: 10.3969/j.issn.1000-6524.2005.01.009

    [10]

    孙红娟, 彭同江, 陈彦翠, 等.TiO2/蒙脱石层间化合物的制备及层间原位反应过程研究[J].化学学报, 2011, 69(17):2003-2008. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hxxb201117009

    [11]

    古朝建, 彭同江, 孙红娟, 等.TiO2/蒙脱石纳米复合材料结构组装过程与表征[J].人工晶体学报, 2012, 41(3):771-778. doi: 10.3969/j.issn.1000-985X.2012.03.045

    [12]

    吕霞, 彭同江, 孙红娟, 等.pH值对聚合钛离子/蒙脱石复合结构及其TiO2纳米粒子的影响研究[J].无机材料学报, 2012, 27(12):1294-1300. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=wjclxb201212011

    [13]

    朱建喜, 何宏平, 杨丹, 等.柱撑蒙脱石及其热处理产物孔性研究[J].无机材料学报, 2004, 19(2):324-328. doi: 10.3321/j.issn:1000-324X.2004.02.011

    [14]

    Zhu T T, Zhou C H, Kabwe F B, et al. Exfoliation of montmorillonite and related properties of clay/polymer nanocomposites[J]. Applied Clay Science, 2019, 169:48-66. doi: 10.1016/j.clay.2018.12.006

    [15]

    Kar S, Kundu B, Reis R L, et al. Curcumin ameliorates the targeted delivery of methotrexate intercalated montmorillonite clay to cancer cells[J]. European Journal of Pharmaceutical Sciences, 2019, 135:91-102. doi: 10.1016/j.ejps.2019.05.006

    [16]

    Bee S, Abdullah M, Bee S, et al. Polymer nanocomposites based on silylated-montmorillonite:A review[J]. Progress in Polymer Science, 2018, 85:57-82. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2018.07.003

    [17]

    Peng K, Wang H, Li X, et al. One-step hydrothermal growth of MoS2 nanosheets/CdS nanoparticles heterostructures on montmorillonite for enhanced visible light photocatalytic activity[J]. Applied Clay Science, 2019, 175:86-93. doi: 10.1016/j.clay.2019.04.007

    [18]

    Yang M, Sun H, Peng T, et al. Structural alteration of montmorillonite by acid activation and its effect on the decolorization of rapeseed oil[J]. JOM, 2019, 71(10):3667-3672. doi: 10.1007/s11837-019-03665-8

    [19]

    Pour A A, Sharifnia S, Salehi R N, et al. Adsorption separation of CO2/CH4 on the synthesized NaA zeolite shaped with montmorillonite clay in natural gas purification process[J]. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2016, 36:630-643. doi: 10.1016/j.jngse.2016.11.006

    [20]

    孙红娟, 彭同江.新疆某地钠蒙脱石的季铵盐处理与插层复合物制备[J].非金属矿, 2002, 25(3):10-13. doi: 10.3969/j.issn.1000-8098.2002.03.003

    [21]

    陈彦翠, 孙红娟, 彭同江.系列烷基季铵盐插层蒙脱石研究[J].非金属矿, 2008, 31(3):18-21. doi: 10.3969/j.issn.1000-8098.2008.03.007

    [22]

    徐光年, 乔学亮, 邱小林, 等.有机蒙脱石的制备新方法及性能表征[J].硅酸盐通报, 2007, 26(5):878-882. doi: 10.3969/j.issn.1001-1625.2007.05.007

    [23]

    李莉, 孙红娟, 彭同江.季铵盐链长及用量对CnTA+/蒙脱石纳米复合物吸附PAEs的影响[D].绵阳: 西南科技大学, 2015.http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-HGSZ201503024.htm

    [24]

    胡傲厚, 彭同江, 孙红娟.聚苯胺/蒙脱石纳米复合材料的制备与表征[J].矿物学报, 2010(4):449-455. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=kwxb201004008

    [25]

    孙红娟, 彭同江, 刘颖.吡咯单体-有机蒙脱石插层复合物制备的实验研究[J].西南科技大学学报, 2007, 22(2):1-4. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xngxyxb200702001

    [26]

    孙红娟, 彭同江, 刘颖.蒙脱石层间域的可改造性研究及进展[J].材料导报, 2009, 23(11A):76-79. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/cldb200921018

    [27]

    孙红娟, 刘颖, 彭同江, 等.TiO2/蒙脱石纳米复合物中TiO2的结构相变[J].无机化学学报, 2011, 27(3):403-408. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=wjhxxb201103002

    [28]

    吕霞, 彭同江, 孙红娟, 等.TiO2/蒙脱石复合物中纳米TiO2的相变与光催化性能[J].人工晶体学报, 42(2): 290-298.http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-RGJT201302020.htm

    [29]

    Sen M, Dana K, Das N. Development of LTA zeolite membrane from clay by sonication assisted method at room temperature for H2-CO2 and CO2-CH4 separation[J]. Ultrasonics sonochemistry, 2018, 48:299-310. doi: 10.1016/j.ultsonch.2018.06.007

    [30]

    彭同江, 孙红娟, 焦永峰, 等.膨润土直接碱溶法制备4A沸石分子筛的试验[J].中国矿业, 2005, 14(2):58-61. doi: 10.3969/j.issn.1004-4051.2005.02.018

    [31]

    Liu B, Sun H, Peng T, et al. One-step synthesis of hydroxysodalite using natural bentonite at moderate temperatures[J]. Minerals, 2018, 8(11):521-535. doi: 10.3390/min8110521

    [32]

    何倩, 孙红娟, 彭同江, 等.钠基膨润土-NaAlO2-NaOH水体系合成方钠石的条件与机理[J].人工晶体学报, 2014, 43(2):426-431. doi: 10.3969/j.issn.1000-985X.2014.02.030

    [33]

    何倩.膨润土、沸石对尾矿渣有害物的阻滞作用与机理研究[D].绵阳: 西南科技大学, 2014.http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=degree&id=Y2585869

    [34]

    胡小强, 彭同江, 孙红娟.含CsA沸石的合成及对Cs+的去除效果研究[J].非金属矿, 2016, 39(4):24-27. doi: 10.3969/j.issn.1000-8098.2016.04.008

    [35]

    彭同江, 孙红娟, 杨威, 等.蒙脱石转化为方钠石及其对模拟核素Sr和Cs的晶格固化研究[C]//中国矿物岩石地球化学学会.中国矿物岩石地球化学学会第14届学术年会论文摘要专辑.南京, 2013.http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGKD201304001044.htm

    [36]

    Belviso C, Cavalcante F, Niceforo G, et al. Sodalite, faujasite and A-type zeolite from 2 GA6FA 1 dioctahedral and 2 GA6FA 1 GA6FA 1 trioctahedral clay minerals. A singular review of synthesis methods through laboratory trials at a low incubation temperature[J]. Powder technology, 2017, 320:483-497. doi: 10.1016/j.powtec.2017.07.039

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出版历程
收稿日期:  2019-11-19
刊出日期:  2019-12-25

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