凹凸棒粘土及其在印染行业中的应用

作     者：张玉 

作者单位：东华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王建庆

授予年度：2013年

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082103[工学-纺织化学与染整工程] 

主      题：凹凸棒粘土 重金属离子 阳离子改性 前处理 染色 

摘      要：凹凸棒粘土作为一种具有棒状晶体结构的天然粘土矿藏,由于其特殊的晶体结构和表面特征而赋予其优良的吸附性、流变性、催化性,使其具有离子交换、热稳定和抗盐等性能,从而具有广泛的使用价值。 本文通过场发射扫描电镜、比表面积、热重分析(TGA)、红外光谱(FTIR)、X-射线(XRD)衍射等表征分析方法,系统研究了凹凸棒粘土的表面形态、比表面积、失重情况和晶型结构等基本物理性状。采用氯化铵-无水乙醇法测定凹凸棒粘土的阳离子交换容量为40.44mmol/100g。对凹凸棒粘土吸附金属离子的性能和条件展开了系统研究：探讨了不同条件下凹凸棒粘土对Cr6+的吸附效果,研究表明,凹凸棒粘土对Cr6+吸附的优化条件为温度30℃、吸附时间30min、pH为7。在此条件下,凹凸棒粘土对Cr6+、Cu2+、Mn2+、Fe3+的饱和吸附量分别为48.93mg/g、32.72mg/g、10.22mg/g、4.85mg/g。 用十八烷基三甲基氯化铵对凹凸棒粘土进行了阳离子改性。通过X-射线(XRD)衍射、红外光谱(FTIR)等表征方法,确定十八烷基三甲基氯化铵成功连接到凹凸棒粘土上。阳离子改性凹凸棒粘土对活性黄49的吸附符合Langmuir等温吸附方程,ΔH为11.47kJ/mol, ΔG为负值,△S大于零,此过程为一自发的吸热过程;其吸附动力学数据符合准二级速率方程。经过阳离子改性处理后的凹凸棒粘土,对阴离子染料的吸附性能有明显的增加,其饱和吸附量与染料分子中所带电荷量有关。 初步探讨了凹凸棒粘土和阳离子改性凹凸棒粘土在印染前处理和活性染料染色皂洗过程中的应用效果。凹凸棒粘土吸附金属离子的性能对改善氧漂效果有一定促进作用;阳离子改性凹凸棒粘土在活性染料皂洗时过程中,对皂洗液中的染料浮色有明显的吸附作用。试验表明,凹凸棒粘土在介质中的悬浮稳定性会显著影响其应用效果,需要对提高其悬浮稳定性的方法展开后续研究。