凹凸棒土矿物相组成、改性及脱色性能的研究

发布时间：2018-06-06 17:26

  本文选题：凹凸棒土 + 定量分析　； 参考：《北京化工大学》2015年硕士论文

【摘要】：凹凸棒土是一种稀有的具有链层状结构的含水富镁硅酸盐的天然无机非金属粘土矿物,由于其独特的结构和优异的性能受到了许多领域的广泛关注。本文以甘肃临泽凹凸棒土矿为研究对象,对其进行了原矿物相定性定量分析,分别利用沉降法、内标法、K值法和Rietveld法对凹凸棒土矿中凹凸棒土进行了定量分析；分别通过差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和傅里叶红外光谱(FT-IR)等分析方法对三种凹凸棒土(AT-2、AT2-I和KX-Ⅰ)的组成、结构和性能进行了表征。对凹凸棒土矿和提纯凹凸棒土分别进行热改性、酸-热改性和盐-酸-热改性,研究在不同改性条件下凹凸棒土对食用油的脱色情况,并且研究了其吸附机理。得出以下结论：甘肃临泽凹凸棒土矿主要为沉积型白云质凹凸棒土,主要由SiO2、 Al2O3、MgO和CaO等化学成分组成,其中AT-2凹凸棒土样品矿物组成为石英、白云石、凹凸棒土和斜绿泥石；AT-4凹凸棒土样品矿物组成为石英、白云石和凹凸棒土；KX-Ⅰ凹凸棒土矿物组成为石英、白云石、凹凸棒土、白云母、石膏和高岭石。利用六偏磷酸钠提纯的纯凹凸棒土晶体大部分被分散成为单个纤维晶束,保持较长的纤维状,长度约500nm,部分被折断为短纤维状,长度约150nm,直径在20～25nm之间,有少许短状纤维体发生团聚。内标法、K值法和Rietveld法分析出凹凸棒土矿样品AT2-I中凹凸棒土物相含量均在40%左右。内标法在加入内标物后,不仅可以分析结晶相,还可以分析非结晶相的含量；K值法作为石油化工行业标准的定量分析方法被广泛应用于矿物物相的定量分析；Rietveld法作为一种新的定量分析方法,逐点对XRD图的衍射峰强度进行拟合计算,通过循环使用最小二乘法来调节实验参数、结构参数以及峰形参数等影响因子,从而使拟合出的计算峰与实际峰达到最大吻合,Rietveld法可同时分析出矿物中所有晶相的含量,利用Rietveld法分析凹凸棒土矿AT2、AT4和AT6中含凹凸棒土物相分别为70.1%、50.7%和43.1%,与加入内标物质进行分析的结果相差不过3%,利用已知配比的二组分样品对Rietveld法进行验证,计算值与实际值相差不过3%。凹凸棒土矿以1：6的固液比经过6mol·L-1的盐酸改性,再经过400℃热改性1h后,凹凸棒土的表面吸附水、部分结晶水和沸石水被脱出,在80℃的恒温脱色条件下,晶束发生解离,碳酸盐矿物发生了分解并且置换了八面体中的阳离子和溶解了少量Si4+,使八面体内产生空位,凹凸棒土内孔道扩大疏松,起到了增加比表面积的作用,同时p-胡萝卜等有色杂质的结构也发生解离与破坏,引起了吸附传质速度的加快,增加了凹凸棒土的吸附容量,使得食用油的脱色效果达到最佳；凹凸棒土矿经过A13+的活化改性,A13+充当了平衡八面体上负电荷的作用并带入了正电荷,同时在浴剂的作用下,凹凸棒土结构内的层间被分散和剥离,使其具有较大的内表面积,低电价且具有大半径的阳离子和结构单元层之间作用力较弱,从而使层间阳离子具有可交换性,使凹凸棒土同时具有了带电性和巨大的比表面积,使其具有了很强的吸附性。提纯凹凸棒土在经过400℃热改性1h和4mol·L-1的盐酸改性后,以1：40的土油比在80℃下对食用油的吸附效果最佳,此时吸附剂的比表面积最大,表明凹凸棒土在食用油脱色过程中,凹凸棒土起着主导作用,凹凸棒土物相的含量越高,矿土的吸附性能越好。
[Abstract]:The attapulgite is a rare natural inorganic non - metallic clay mineral with chain lamellar structure . Because of its unique structure and excellent properties , it has attracted extensive attention in many fields . In this paper , the qualitative and quantitative analysis of the original mineral phase is carried out by using the attapulgite clay mineral in Linze , Gansu Province , and the attapulgite in the attapulgite is quantitatively analyzed by means of sedimentation method , internal standard method , K value method and Rietveld method respectively .
The composition , structure and properties of three attapulgite ( AT - 2 , AT2 - I and KX - 鈪，

本文编号：1987530