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恢复离子交换能力氯化钠蒙脱石

发布时间:2024-03-27 04:27:14

1. 蒙脱石在医药中有什么作用

蒙脱石(montmorillonite)又名微晶高岭石,是一种层状结构、片状结晶的硅酸盐粘土矿,因其最初发现于法国的蒙脱城而命名的。
蒙脱石成分为(Na,Ca) 0.33 ( Al,Mg)2[Si4O10](OH)2•nH2O ,水的含量变化很大。颗粒细小,约0.2~1微米,具胶体分散特性,通常呈块状或土状集合体产出。在电子显微镜下观察,晶体属单斜晶系,一般呈不规则片状。颜色为白色带浅灰,有时带浅蓝或浅红色,光泽暗淡;莫氏硬度2~2.5,比重 2~2.7,堆积密度为1-1.1g/mL。具有很强的吸附能力和离子交换能力 。同时还具有高度的胶体性、可塑性和粘结力。吸水性很强,加水膨胀,体积可增加几倍到十几倍,是组成膨润土的主要成分。可用作钻探泥浆,铸型砂和铁矿球团的粘合剂,造纸、橡胶、化妆品的填充剂,纺织和石油工业中作吸收剂、石油脱色和裂化催化剂的原料。
蒙脱石是蒙皂石(Smectite)族矿物二八面体亚族中的矿物, E+0.33(Al1.67Mg0.33)Si4O10(OH)2•nH2O,其中E+为可交换的层间阳离子。二八面体亚族的晶体化学通式为:Mu+V+Z(AlxFey3+Mgz)2.00(Si4-(u+v)Fev3+、Alu)O10(OH)2 •nH2O。式中u+v+z为层间电荷,蒙脱石一般为22。蒙脱石属于单斜晶系,晶胞参数:a0=0.517nm,b0=0.894nm,c0=0.96~1.52nm.。化学成分:SiO2 48%~56%,Al2O3 11%~22%,Fe2O3 0%~5%,MgO 4%~9%,CaO 0.8%~3.5%,H2O 12%~24%。此外还含有K2O、Na2O、MnO、FeO、TiO2、P2O5、Cl和CO2等。矿物颗粒细,在电子显微镜下可见到片状、球状、海绵状等集合体形状。
蒙脱石具有离子交换性能,主要是阳离子如Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Li+、H+、Al3+等,交换是可逆的。在pH为7的介质中阳离子交换容量为70~140me/100g。
蒙脱石通常含有三种状态的水,表面自由水,层间吸附水和晶格水。蒙脱石吸水性很强,吸水后膨胀,即晶格底面间距增大,在高水化状态时晶轴C0可达1.84~2.14nm。蒙脱石在水介质中可分散呈胶体状态。蒙脱石受热自由水很快失去,100~200℃脱去吸附水,500℃时大量晶格水开始逸出。
蒙脱石具有电负性,对胶体性质和流变性能影响很大。电负性主要来自三方面:晶格置换连同内部的补偿置换形成的晶格静电荷,每个晶胞约为0.66;破键产生的电负性;八面体片解离形成的电负性。
蒙脱石以其层间可交换阳离子的种类、含量划分属型,当某一阳离子的含量超过阳离子交换容量(∑EC)50%时,即以该阳离子命名,例如钠基蒙脱石(ENa+/∑EC≥50%)、钙基蒙脱石(ECa2+/∑EC≥50%)、铝基蒙脱石 (EAl3+/∑EC≥50%)。当层间没有一个阳离子含量超过50%交换容量时,则以含量最多的两个阳离子命名,如钙钠基蒙脱石、钙镁基蒙脱石等等。
蒙脱石((MxnH2O)(Al2-xMgx)[Si4O10](OH)2)的晶体结构属于单斜晶系C2/m空间群,a0»0.523nm,b0»0.906nm,c0值可变,当结构单位层之间无水时c0»0.960nm,如果结构单位层之间有水分子存在,则c0值将随水分子的多少以及层间可交换的阳离子不同而不同,Z=2,为2:1型层状结构。在铝氧八面体层中,大约有1/3的Al3+离子被Mg2+离子取代,为了平衡多余的负电价,结构单位层之间有其它阳离子进入,如Na+、Ca2+等离子以水化阳离子的形式进入结构,但水化阳离子和硅氧四面体中O2-离子的作用力较弱,在一定的条件下这些水化阳离子容易被交换出来,因此,c轴可以膨胀以及阳离子交换容量大是蒙脱石的结构特征。
蒙脱石因其特有的物理化学特性被广泛地应用于冶金、机电、化工、建筑、涂料、石油、纺织、食品、水利、交通、医药、造纸、环境保护、新材料、日用品、农业和畜牧业等领域。 随着科技的进步,企业、用户和顾客对蒙脱石超细粉体的品质要求愈来愈高,例如催化剂、医药、颜料、涂料、农业和化妆品等,都要求微米、亚微米甚至纳米级的产品。蒙脱石工业正在向高纯、超细和精细化方向发展。
我国蒙脱石和膨润土相比用量非常小,我国被作为普通膨润土产品使用的蒙脱石用量非常大,应用已达24个领域,年用量已超过290万吨,以2003年为例,铸造业占38%;钻井泥浆占24%;铁矿球团占16%;活性白土占15%;都是一些低档次的产品。价值稍高的产品不足7%,主要消费在油漆、轻工、农业、建筑等领域。在国外已普遍采用的产品如医用蒙脱石、有机蒙脱石、蒙脱石凝胶、蒙脱石干燥剂等在我国尚正起步。大量开采的蒙脱石原矿被出口或被作为普通膨润土产品使用。我国出口的蒙脱石原矿多属蒙脱石含量高、色白、易选的矿石,这些不易多得的优质矿石,是无法再生的资源,轻易出口实属可惜。
蒙脱石是组成膨润土的主要成分,但膨润土不是蒙脱石。蒙脱石应作为膨润土高附加值精细化工产品进行研制和生产,应大力开发如医用蒙脱石、有机蒙脱石、蒙脱石凝胶、硅酸镁铝、柱撑蒙脱石、交联蒙脱石、速溶蒙脱石、羟基蒙脱石、高聚物纳米复合材料等高科技产品,改变我国蒙脱石被作为普通膨润土产品使用的这种现状,而这些高科技产品开发基础和技术关键就是高纯度蒙脱石。因此说开发高纯度蒙脱石的意义重大。
主治拉肚子。

2. 蒙脱石族矿物为什么具有阳离子交换性和晶格可膨胀性

蒙脱石族是以铝的含水硅酸盐为主体的一类粘土矿物,在晶体构造层间含水及一些交换阳离子,有较高的离子交换容量,所以具有阳离子交换性,并且具有较高的吸水膨胀能力。

3. 水处理用的树脂还原所须盐水,浓度是多少

这种来盐叫做软水盐,又名离子自交换树脂再生剂。其主要化学成分为氯化钠(NaCl),含量在99.5%以上,在水处理中一般盐水浓度在10%左右。

水处理的方法有很多种,但最主要、最先进和最适宜的水处理技术是离子交换技术。高级水质净化器所有的离子交换树脂,通常为磺酸盐型钠离子交换树脂。待处理的原水通过树脂后,可将水内的有害杂质离子(主要为钙Ca,镁Mg离子)吸附于树脂内,达到净化水质的目的。随着水处理量的增加,吸附的杂质越来越多,树脂的吸附能力会逐渐降低,而要清除树脂吸附的杂质(主要为钙Ca,镁Mg离子),就需要用钠离子(Na),通过反冲洗的方法,通过离子交换而把树脂吸附的杂质离子(主要为钙Ca,镁Mg离子),置换出来,从而恢复离子交换树脂的吸附能力,这个过程也叫离子交换树脂再生。

4. 离子交换树脂失效后,可以用(    )方法恢复交换能力

离子交换树脂失效后,可以用(再生)方法恢复交换能力。

5. 离子交换树脂的还原方式

离子交换树脂的还原一般是使用再生剂进行再生,从而达到还原的目的。

阳离子交换树脂的再生方法:
首先要将阳离子交换树脂床里面的水放空,然后关闭全部阀门,只需要打开进酸阀、上排阀,然后将酸泵打开,然后放入酸液,在液面超过树脂20厘米以上,打开下排,流速和进酸速度相同,流量一般在600-1000L/H左右,酸洗时间最好不要低于40分钟,酸洗之后可以直接清洗树脂,首先打开砂过滤和精密过滤,然后放掉酸液,再打开上进和下进,清除掉残留的酸液,然后关闭树脂床下进阀,开始进行清洗,清洗时打开树脂床上排阀,阳床内的水须始终漫过树脂,不要使树脂失水。清洗到下排阀出水接近中性为止。
对于污染较严重的树脂,可用碱性食盐溶液反复处理,一些报道有提到:某些络合剂、沉淀剂、增溶剂、氧化剂以及外力等能够改变树脂污染物的化学物理环境。在盐碱复苏液的基础上,加入一定浓度的腐殖酸络合剂、腐殖酸增溶剂、有机物的抗氧化剂及抗静电作用屏蔽剂等,阴离子吸附树脂复苏效果有所提高。当采用上述方式再生后制水量任无法达到原来制水置一半时,应考虑更换新树脂。


阳离子交换树脂再生剂:
1.再生剂的纯度
再生用的药品质量对阳离子交换树脂的再生效果有很大的影响,阴阳离子交换树脂再生采用高纯碱有利于对阴树脂的再生。根据离子交换平衡原理,对工业碱与高纯碱质量的理论分析得出,采用高纯碱再生时,其阴床出水Cl一含量仅为工业碱再生时的1/46。实践证明,采用高纯碱再生时,树脂的再生度提高了约77%,树脂的工作交换容量提高了约13%,同时设备的周期制水量提高了约16 %。
2.再生剂量
离子交换是可逆的,离子交换剂失效后理论上再生1 mol离子量需要再生剂的摩尔量称为再生比耗(或称再生水平),以100%纯度再生剂表示。也可用实际再生剂的消耗量与理论需要量的比值来表示,如强碱阴树脂需要100%纯度NaOH的再生比耗为1.5,即实际再生lmol离子量需要的NaOH量1.5×40是60g(1molNaOH是40g),也可以说强碱阴树脂需要100%纯度NaOH的再生比耗(再生水平)为60g/mol。再生比耗与进水水质、树脂质量、再生方式等因数有关。阳离子交换树脂首次再生,其再生剂量应是设计再生剂量的1.5~2倍,逆流再生设备在大反洗后的再生剂量要增加10%-50%。

6. 测定膨润土(蒙脱石)阳离子交换容量CEC有什么意义

膨润土(蒙脱石)晶层中的阳离子具有可交换性能,在一定的物理—化学条件下,不仅Ca2+、Mg2+、Na+、K+等可相互交换,而且H+、多核金属阳离子(如羟基铝十三聚体)、有机阳离子(如二甲基双十八烷基氯化铵)也可交换晶层间的阳离子。阳离子交换性是膨润土(蒙脱石)的重要工艺特性,利用这一特性,可进行膨润土的改型,由钙基膨润土改型为钠基膨润土、活性白土、锂基膨润土、有机膨润土、柱撑蒙脱石等产品。 阳离子交换容量(Cation Exchange Capacity)是指PH值为7的条件下所吸附的K+、Na+、Ca2+、Mg2+ 等阳离子总量,简称为CEC。膨润土矿阳离子交换容量和交换性阳离子是判断膨润土矿质量和划分膨润土矿属型的主要依据, CEC值愈大表示其带负电量愈大,其水化、膨胀和分散能力愈强;反之,其水化、膨胀和分散能力愈差。如北票市膨润土阳离子交换容量CEC 为66.7mmol/100g,阜新市的膨润土阳离子交换容量CEC 为85.55 mmol/100g,内蒙古优质膨润土阳离子交换容量CEC为115—139 mmol/100g。
研究表明,蒙脱土的片层中间的CEC通常在60-120mmol/100G范围内,这是一个比较适合与聚合物插层形成纳米复合材料的离子交换容量。因为如果无机物的离子交换容量太高,极高的层间库仑力使得无机物片层间作用力过大,不利于大分子链的插入;如果无机物的离子交换容量太低,无机物不能有效地与聚合物相互作用,不足以保证无机物与聚合物基体的相容性,同样不能得到插层纳米复合物材料。适宜的离子交换容量、优良的力学性能使得蒙脱土成为制备PLS纳米复合材料的首选矿物。CEC值和膨润土(蒙脱石)的内表面积与蒙脱石含量呈正相关关系,用阳离子交换容量CEC 为100mmol/100g的膨润土和 用阳离子交换容量CEC 为61mmol/100g的膨润土制备插层纳米复合物材料,尽管层间距相差不大(d001=1.98和1.91nm),但比表面(421.5和127.2m2。g-1)和吸氨量(318.3和80.7mg。g-1)却有较大的差别. 与原料土的比表面(76.0和90.5m2。g-1)及吸氨量(49.2和62.1mg。g-1)相比,分别增加5.5和1.4倍及6.5和1.3倍,比表面和吸氨量的增加倍数有一定的对应关系. 这说明层电荷密度主要影响材料的表面性质. 由于层间距(d001)的变化主要取决于交联剂的大小, 因而不同层电荷密度对于采用同种的交联剂制备材料的层间距影响不大。
测定CEC的方法很多,如定氮蒸镏法、醋酸铵法、氯化铵-醋酸钠法、氯化铵-无水乙醇法、氯化铵-氨水法、氯化钡-硫酸法等。目前,膨润土CEC测定是依据国标JC/T 593—1995(膨润土试验方法)。具体方法如下:
(1)方法提要
用含指示阳离子NH4+的提取剂处理膨润土矿试样,将试样中可交换性阳离子全部置换进入提取液中,并使试样饱和吸附指示阳离子转化成铵基上。将铵基土和提取液分离,测定提取液中的钾、钠、钙及镁等离子,则为相应的交换性阳离子量。
(2)主要试剂和材料
a. 离心机:测量范围为0~400r/min;
b. 磁力搅拌器:测量范围为50~2 400r/min’
c. 钾、钠、钙、镁混合标准溶液〔c(0.01Na+、0.005Ca2+、0.005Mg2+、0.002K+)〕称取0.5004g碳酸钙(基准试剂),0.201 5g氧化镁(基准试剂),0.5844g氯化钠(高纯试剂)和0.1491g氯化钾(高纯试剂)于250mL烧杯中,加水后以少量稀盐酸使之溶解(小心防止跳溅)。加热煮沸赶尽二氧化碳,冷却。将溶液移入1 000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,移于干燥塑料瓶中保存;
d. 交换液:称取28.6g氯化铵置于250mL水中,加入600mL无水乙醇,摇匀,用1+1氨水调节pH为8.2,用水稀释至1L,即为0.5mol/L氯化铵-60%乙醇溶液。
e. EDTA标准溶液〔c(0.01EDTA)〕:取3.72g乙二胺四乙酸二钠,溶解于1 000mL水中。
标定:吸取10mL0.01mol/L氯化钙(基准试剂)标准溶液于100mL烧杯中,用水稀释至40~50mL左右。加入5mL4mol/L氢氧化钠溶液,使pH≈12~13,加少许酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂,用EDTA溶液滴至纯蓝色为终点。
c1= c2·V3/ V4
式中:
c1——EDTA标准溶液的实际浓度,mol/L;
c2——氯化钙标准溶液的浓度,mol/L;
V3——氯化钙标准溶液的体积,mL;
V4——滴定时消耗EDTA标准溶液的体积,mL。
f. 洗涤液:50%乙醇,95%乙醇。
(3)试验步骤
称取在115~110℃下烘干的试样1.000g,置于100mL离心管中。加入20mL50%乙醇,在磁力搅拌器上搅拌3~5min取下,离心(转速为300r/min左右),弃去管内清液,再在离心管内加入50mL交换液,在磁力搅拌器上搅拌30min后取下,离心,清液收集到100mL容量瓶中。将残渣和离心管内壁用95%乙醇洗涤(约20mL),经搅拌离心后,清液合并于上述100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,待测。残渣弃去。
交换性钙、镁的测定,取上述母液25mL,置于150mL烧杯中,加水稀释至约50mL,加1mL1+1三乙醇胺和3~4mL4mol/L氢氧化钠,再加少许酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂,用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至纯蓝色,记下读数V5,然手用1+1盐酸中和pH为7,再加氨水-氯化铵缓冲溶液(pH=10),再用0.01mol/LEDTA标准溶液滴至纯蓝色记下读数V6。
交换性钾、钠的测定:取25mL母液于100mL烧杯中,加入2~3滴1+1盐酸,低温蒸干。加入1mL1+1盐酸及15~20mL水,微热溶解可溶性盐,冷却后溶液移入100mL容量瓶中,以水稀释至刻度、摇匀,在火焰光度计上测定钾、钠。标准曲线的绘制:分取0、3、6、9、12、15mL钾、钠、钙、镁混合标准溶液于100mL容量瓶中,加入2mL1+1盐酸,用水稀释至刻度、摇匀。在与试样同一条件下测量钾、钠的读数,并绘制标准曲线(此标准系列分别相当于每100g样中含有0、170、345、520、690、860mg的交换性钠和0、60、120、175、240、295mg的交换性钾。
(4)结果计算
钙、镁的含量按下式计算:
交换性钙g/100g= (40c5V5)/(2.5m3)
交换性镁g/100g=[ 24c5(V6-V5)]/ (2.5m3)
式中:
c5—EDTA标准溶液的实际摩尔浓度mol/L;
V6、V5—滴定时耗用EDTA标准溶液的毫升数,mL;
m3——试样质量,g。
钾、钠的含量按(10)式计算:
交换性钾(g/100g)= Kmg /(2.5m3)
交换性钠(g/100g)= Namg/(2.5m3)
式中:
Kmg,Namg—由标准曲线上查得的钾钠的毫克数;
m3——试样质量,g。

7. 净水器软水机的盐有毒

那不是盐,是离子交换剂,不溶于水,但可以从水中俘获钙、镁离子,下降水的硬度。

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