凹凸棒粘土的吸附方式:(1)电荷不平衡引起吸附,主要是通过不同价态的离子与晶体中的Mg2+、Al3+、Fe3+发生交换,造成电荷不平衡,以及凹凸棒粘土表面电荷分布不平衡带来的吸附效应;(2)Si—O—Si断裂可与被吸附物质形成共价键,产生较强的吸附.
1.3流变性
凹凸棒粘土最重要的特点之一就是在相当低的浓度下可以形成高粘度的悬浮液.凹凸棒粘土晶体结构含有三维立体链,在水中分散后其针状束被拆散而形成杂乱的网络结构,网络束缚液体而使体系变稠.在外力下能够充分分散,形成一种杂乱的纤维格状体系的悬浮液,流变性极好.其流体特征体现了非牛顿流体的性质,粘度随凹凸棒粘土含量增加而增大,随剪切力呈现较大的触变性,在低剪切力作用下,悬浮液易发生絮凝.[6]凹凸棒粘土在水中易团聚而失去流动性,故在其悬浮液系统中添加分散剂是控制流变性的一种有效方法.
1.4可塑性
凹凸棒粘土的可塑性与它的吸水性有着密切的关系.人们详细研究了凹凸棒粘土及其他粘土的可塑性及吸水性.当水的质量分数达到凹凸棒粘土自重100%时,达到其塑性极限.因此,其塑性指数范围为1~100.然而,由于组成的变化,塑性指数通常在57~123变化.一般来说,除了蒙脱土以外,凹凸棒粘土的可塑性高于其他粘土.[2]35
1.5离子交换能力
凹凸棒粘土硅氧四面体中的Si4+被Al3+替代,或者其高价阳离子被低价阳离子代替,会产生过剩负电荷.由于电荷的不平衡,凹凸棒粘土具有一定的阳离子交换容量.[7]天然的凹凸棒粘土阳离子交换能力(简称CEC)是相当低的,通常<50 mmol/100 g,大多在20~30mmol/100 g,钠凹凸棒粘土CEC较高,达65 mmol/100g,高于高岭土,但仅是蒙脱土和蛭石的1/2~1/3.随着粒径的减小,CEC值略有增加.陈浩等[8]以甘肃临泽凹凸棒粘土为原料,研究了不同价态金属盐溶液交换对原土及酸处理凹凸棒粘土理化性质的影响.结果表明:升高温度,有利于阳离子交换容量的提高,但不利于比表面积的增加.
1.6催化性
凹凸棒粘土的微细孔隙结构、非等价阳离子类质同象置换及加热引起的晶体内部和表面产生路易斯酸化中心和碱化中心、经热处理后所具有的较强力学性能和热稳定性等特性,其晶体不仅能满足异相催化反应所需的微孔和表面特征,还会影响反应的活化能和反应级数,有利于有机化学反应中正碳离子化、酸碱协同催化等作用的实现,且具有分子筛的择形催化裂解等特点.[9]
1.7填充性
由于凹凸棒粘土特殊的针状、纤维状晶体结构且具有无毒、无味、无刺激等优点,因此,具备良好的填充性能.作为高分子材料的填充剂,优于其他无机填料.目前,应用于高分子材料作为填充剂的研究正成为凹凸棒粘土应用研究的热点.[10-13]
1.8化学特性
凹凸棒粘土一个最有价值的特点是它的化学惰性.常见的盐酸、磷酸、草酸、硝酸和醋酸对凹凸棒粘土影响也不大,高浓度的酸常用作凹凸棒粘土的漂白剂,加入盐酸还可以提高其吸附性.凹凸棒粘土胶体悬浮液受盐的影响很小.悬浮液于电解质中不发生絮凝沉淀,其他的电解质如氨水、氢氧化钠、氯化钾、无机磷酸盐对凹凸棒粘土的影响很小.[2]35
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