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膨润土(Bentonite)是以蒙脱石(Montmorillonite)为主要成分的一类层状硅酸盐粘土矿物。蒙脱石经羟基金属、简单金属离子、有机季胺盐等柱撑后,其层间距、比表面积、吸附性能、表面酸性和耐热性能等性质得到改善。蒙脱石层间化合物作为一类新型的功能材料,在催化剂和催化剂载体、择形吸附剂以及纳米级复合材料等领域显示了广阔的应用前景。用钠化改性的膨润土为基质,采用常规水热合成法制备一系列蒙脱石层间化合物(蒙脱石层间无机化合物、蒙脱石层间有机化合物和蒙脱石层间无机-有机化合物);借助X-射线衍射(XRD)分析、X-射线荧光光谱(XRFS)分析、热重-差示扫描量热法(TG-DSC)分析、差热分析法(DTA)分析、比表面积测定、傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析等测试分析手段对所制备的蒙脱石层间化合物进行表征和讨论。论文的主要内容如下: 首先测试选用的钙基膨润土的阳离子交换容量(CEC)、吸蓝量、胶质价、膨胀倍等物化性能。在此基础上,我们根据CEC的数值变化系统研究了钙基膨润土钠化改性时改性剂种类与用量、改性过程环境温度、悬浮液浓度以及搅拌时间对钠化改性效果的影响,并测试改性后膨润土的各项物化性能,结果表明:阳离子交换容量、吸蓝量、胶质价、膨胀倍比改性前均有较大的提高。以钠化改性膨润土为基质,采用常规水热合成法制备羟基铝交联柱撑蒙脱石层间化合物。实验中我们分别讨论了交联插层溶液制备工艺条件(包括:r=[OH-]/[Al3+]值、制备温度、老化温度及老化时间)悬浮液浓度及滴加顺序的改变对插层效果的影响,并最终确定了最佳层柱溶液和铝交联柱撑膨润土的制备工艺条件和方法。再根据锌铝离子在碱性溶液中性能的差别即铝离子较易在碱性溶液中形成沉淀而锌离子则相对不易在碱性溶液中形成沉淀,创新性的提出联合使用滴定法和离子交换法制备锌铝复合插层膨润土。XRFS、XRD和FTIR分析表明,锌铝插层剂进入到蒙脱石层间,但并没有破坏蒙脱石的晶体结构,经600℃焙烧3h后层状结构保持良好,锌铝柱撑离子在层间形成了复合氧化物柱子。为使制备的交联改性膨润土具有更大的比表面积,我们采用取代法进行无机-有机复合改性,即:以锌铝复合交联改性膨润土为基质,十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)为有机插层剂,采用常规水热合成法合成了具有一定比表面积和表面酸性的无机-有机复合交联改性膨润土,XRD和FTIR分析表明,有机插层剂进入到蒙脱石层间但没有破坏晶体结构。