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本論文以凹凸棒石粘土為原料，對其結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)分析，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征，研究制備了具有重要應用前景的改性材料——硅烷偶聯(lián)劑改性凹凸棒石。
采用XRD、SEM、FTIR分析方法比較凹凸棒石改性前后的結(jié)構(gòu)變化，研究其改性機理。
凹凸棒石粘土主要由凹凸棒石組成，天然凹凸棒石粘土常伴有蛋白石、石英和碳酸鹽等，同時由于范德華力和氫鍵作用，凹凸棒石粘土棒晶通常以聚集體形式存在，限制了凹凸棒石粘土的性能和應用范圍。因此，使用前通常需要采用適當?shù)姆椒ㄈコs質(zhì)和解離棒晶聚集體。
通過酸活化處理可以部分解聚凹凸棒石粘土的棒晶束，而且可以改變凹凸棒石粘土的比表面積，去除當中的碳酸鹽等礦物雜質(zhì)。與此同時氫離子能置換出凹凸棒石粘土中含有的鎂離子、鋁離子和鐵離子等金屬離子，提高凹凸棒石的陽離子可交換性，改善凹凸棒石粘土的脫色力和吸附性。
凹凸棒石表面具有大量的硅羥基，因此對有機物具有非常強的親和力。硅烷偶聯(lián)劑在水解時可以產(chǎn)生大量硅羥基，這些硅羥基可以和凹凸棒石表面硅羥基產(chǎn)生縮合，或者硅烷偶聯(lián)劑的硅羥基自身縮合，覆蓋于凹凸棒石表面，改性其表面形態(tài)和性質(zhì)，形成新的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，豐富了凹凸棒石的孔道，合成一類新型的功能材料，從而賦予凹凸棒石新的性能。
凹凸棒石粘土用鹽酸活化處理后再用硅烷偶聯(lián)劑改性。確定其工藝條件為：75mL濃度為4 mol/L鹽酸溶液，加入到7.500 g凹凸棒石粘土進行酸活化，產(chǎn)品用去離子水洗滌中性后120℃烘干。以1:1比例加入硅烷偶聯(lián)劑，溫度控制在70℃，機械攪拌5h，抽濾洗滌烘干得到產(chǎn)品。
論文之后又考察了振蕩時間、pH值、腐殖酸（FA）、吸附濃度、離子強度、不同電解質(zhì)離子和溫度等因素對硅烷偶聯(lián)劑改性凹凸棒石粘土吸附Co（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的影響，實驗結(jié)果表明，吸附在幾個小時內(nèi)就能達到吸附平衡，pH值和離子強度是影響吸附的主要因素，表面絡合和離子交換是吸附的主要機理，主要表現(xiàn)在低pH值條件下為離子交換，而高pH值下為表面絡合。吸附等溫線用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等溫式模型來擬合，Langmuir模型擬合Pb(Ⅱ)的吸附等溫線效果最好。
研究結(jié)果表明硅烷偶聯(lián)劑改性后的凹凸棒石粘土可作為溶液中重金屬離子合適的吸附材料。

    關鍵詞：
    吸附材料 硅烷偶聯(lián)劑 凹凸棒石粘土 重金屬離子 吸附機理
    作者：
    池亞玲
    學位授予單位：
    青海師范大學
    授予學位：
    碩士
    學科專業(yè)：
    無機化學
    導師姓名：
    陳元濤
    學位年度：
    2013
    語種：
    中文
    分類號：
    TQ424
    在線出版日期：
    2015年07月30日