膨潤土的氫鍵機制

時間：2014-05-21 10:06:33

作者：世邦機器

氫鍵機制目前研究者多認為，之所以層間含有高價態(tài)金屬陽離子的蒙脫石對有機分子具有更強的吸附能力，主要是因為高價態(tài)陽離子具有更強的內層配位能力，能和周圍更多的水分子結合，而水分子的―OH基團可通過氫鍵與有機分子相互作用，從而吸附更多的有機分子。膨潤土生產設備有很多種，膨潤土雷蒙磨就是其中的一種。蒙脫石層間與金屬陽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制。

張僉等（2001）對含Na+、Ca2+、Cu2+、Al3+和Cr3+的蒙脫石進行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為：

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入蒙脫石層間，進入蒙脫石層同的苯酚分子既可和金屬陽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高低為：

Na+〈Ca2+=Cu2+〈Al3+Cr3+

而它們的離子半徑大小則為：

Na+〉Ca2+〉Cu2+〉Al3+〉Cr3+

這5種離子進入蒙脫石層間由難到易的順序為：

Na+〉Ca2+〉Cu2+〉Al3+〉Cr3+

即Cr3+較容易進入蒙脫石層間。假設吸附到蒙脫石中的金屬陽離子都位于層間，那么，實驗中采用的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+物質的量的比約為0.89：2.54：3.39：3.87。同時，由于高價陽離子更強的內層配位能力，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為：

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）對類型蒙脫石中吸附水的含量測試結果一致（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%）表明高價態(tài)的陽離子周圍環(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。