有机插层微晶白云母的制备及其吸附性能研究

摘要

川西微晶白云母化学式：KAl2[AlSiO3O10 ](OH)2，是一种新型非金属资源，具有电阻率高、耐酸碱、防紫外线、抗老化、富弹性等多种优异性能，现已成功应用于填料、涂料、绝缘材料中。微晶白云母是2∶1 型层状硅酸盐黏土矿物，具有一定的吸附性能。然而，目前学者对微晶白云母吸附性能方面的研究仍然甚少。本工作在前人研究成果的基础上，采用有机插层方法首先将LiNO3 中Li+插入微晶白云母层间，再将十六烷基三甲基溴化铵（HDTMA·Br）中HDTMA+取代Li+插入微晶白云母层间，并采用X 射线衍射（XRD）、红外吸收光谱（IR）对其插层效果进行了研究；然后分别将有机插层前后的微晶白云母用来吸附亚甲基蓝（MB），采用紫外分光光度法（UV）对其吸附性能进行了评价。结果表明： 1．在300 ℃温度下，将LiNO3 与微晶白云母粉按17∶1的质量比均匀混合加热反应12 h 后，Li+取代了微晶白云母层间K+，XRD 图谱测得层间距从1.03065 nm 增加至1.26368 nm，增加量为0.23303 nm。 2．在150 ℃水热条件下，将十六烷基三甲基溴化铵与LiNO3 插层后的微晶白云母按1∶7的质量比反应12 h，使HDTMA+取代Li+插入微晶白云母层间，XRD 图谱测得层间距从1.26368 nm 增加至1.45060 nm，增加量为0.18692 nm。IR 图谱中增加了HDTMA+某些基团的振动吸收峰，表明微晶白云母层间存在铵盐。 3．与微晶白云母原料对比，有机插层微晶白云母层间距总增加量为0.41995nm。 4．在最优化吸附条件下，将原始微晶白云母和有机插层微晶白云母分别与亚甲基蓝溶液充分混匀反应，UV 测试表明有机插层微晶白云母对有机分子有更好的吸附性能。原始微晶白云母对亚甲基蓝的吸附量为3.2953 mg/g，有机插层微晶白云母对亚甲基蓝的吸附量为7.0342 mg/g，吸附量增加了3.7389 mg/g。 原始微晶白云母与有机插层微晶白云母对亚甲基蓝的吸附等温线都符合Langmuir 吸附等温式。