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蒙脱石负载铝基固体酸的制备及其催化性能

精细化工 2016年第6期33卷 660-665页

作者：潘会高素云粟智王君霞新疆师范大学化学化工学院新疆乌鲁木齐830054 教育部纳米矿物材料及应用工程研究中心中国地质大学材料与化学学院湖北武汉430074

采用浸渍法制备了蒙脱石负载铝基固体酸(SO_4^(2-)/Al-O-MMT),用FTIR、XRD、TG/DSC、SEM、BET和PyFTIR对其结构进行表征与分析。以乙酸-正丁醇、柠檬酸-正丁醇的酯化反应为探针,研究了焙烧温度、浸渍液浓度对SO_4^(2-)/Al-O-MMT固体酸... 详细信息

采用浸渍法制备了蒙脱石负载铝基固体酸(SO_4^(2-)/Al-O-MMT),用FTIR、XRD、TG/DSC、SEM、BET和PyFTIR对其结构进行表征与分析。以乙酸-正丁醇、柠檬酸-正丁醇的酯化反应为探针,研究了焙烧温度、浸渍液浓度对SO_4^(2-)/Al-O-MMT固体酸催化性能的影响,并测定SO_4^(2-)/Al-O-MMT固体酸的重复使用性。结果表明:蒙脱石负载铝基固体酸大大地提高了其催化活性。当焙烧温度为400℃,浸渍液浓度为0.75 mol/L时,SO_4^(2-)/Al-OMMT固体酸表现出最佳的催化活性,其催化合成乙酸正丁酯和柠檬酸三丁酯的酯化率分别可达到99.7%和96.1%。同时,SO_4^(2-)/Al-O-MMT固体酸表现出较好的重复使用稳定性,重复使用6次后,对于上述两个反应的酯化率分别保持在89.0%和84.6%。

关键词：铝基固体酸蒙脱石酯化反应催化技术

蒙脱石对喹诺酮类抗生素的吸附平衡及动力学特征

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湖南大学学报（自然科学版） 2011年第6期38卷 64-68页

作者：莫测辉黄显东吴小莲李彦文邹星高鹏暨南大学环境工程系广东省高校水土环境毒害性污染物防治与生物修复重点实验室广东广州510632

以蒙脱石为吸附剂进行水中2种喹诺酮类抗生素(环丙沙星和诺氟沙星)的静态吸附试验,考察初始浓度、pH值和阳离子强度对吸附性能的影响.结果表明,蒙脱石对环丙沙星和诺氟沙星的吸附过程均符合二级反应动力学方程,吸附速率常数分别为0.063... 详细信息

以蒙脱石为吸附剂进行水中2种喹诺酮类抗生素(环丙沙星和诺氟沙星)的静态吸附试验,考察初始浓度、pH值和阳离子强度对吸附性能的影响.结果表明,蒙脱石对环丙沙星和诺氟沙星的吸附过程均符合二级反应动力学方程,吸附速率常数分别为0.063和0.024 kg.mg-1.h-1.环丙沙星和诺氟沙星的吸附等温线均能较好地符合Freundlich方程,且lgKf值较大,具有较强的吸附能力.当溶液pH值小于环丙沙星和诺氟沙星的pKa2值时,具有较高吸附量;大于pKa2值时,吸附量急剧下降.环丙沙星和诺氟沙星阳离子以及兼性离子均可被蒙脱石吸附,在高pH值条件下,阴离子与蒙脱石表面络合可能是蒙脱石吸附去除环丙沙星和诺氟沙星的主要作用机制.Ca2+对吸附有重要影响,其浓度越高,环丙沙星和诺氟沙星的吸附量越低.

关键词：抗生素喹诺酮类水污染蒙脱石吸附去除动力学

改性蒙脱石复合材料对丹酚酸类化合物的吸附性能及机制研究

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改性蒙脱石复合材料对丹酚酸类化合物的吸附性能及机制研究

作者：苏佳佳浙江中医药大学

学位级别：硕士

目的丹酚酸 A(salvianolic acid A,SAA)、丹酚酸 B(salvianolic acid B,SAB)和迷迭香酸(rosmarinic acid,RA)是丹参(Salvia miltiorrhiza Bge.)中一类结构相似的酚酸类化合物,被广泛应用于心脑血管疾病、肝纤维化、糖尿病及并发症、肿... 详细信息

目的丹酚酸 A(salvianolic acid A,SAA)、丹酚酸 B(salvianolic acid B,SAB)和迷迭香酸(rosmarinic acid,RA)是丹参(Salvia miltiorrhiza Bge.)中一类结构相似的酚酸类化合物,被广泛应用于心脑血管疾病、肝纤维化、糖尿病及并发症、肿瘤等疾病的治疗。因此,高效获取上述酚酸化合物具有重要意义。本课题设计合成改性蒙脱石复合材料,通过多重相互作用实现高效吸附分离丹参中的三种丹酚酸。方法 1.以钠基蒙脱石(Na-MMT)为基体材料,支链聚乙烯亚胺(b-PEI)插层扩大其层间距并引入氨基基团,通过1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)反应接入4-羧基苯硼酸作为功能基团,得到改性蒙脱石复合材料(PAPIM)。2.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、动态光散射仪(DLS)、全自动比表面及孔隙度分析仪(BET)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、能量色散X射线光谱仪(EDX)等对合成的材料进行相关表征。3.研究材料吸附三种丹酚酸的吸附剂用量影响、pH影响、吸附动力学、吸附等温线、吸附选择性、吸附热力学。4.通过PAPIM分别对三种丹酚酸的多次吸附-脱吸附循环,研究材料的循环次数对吸附效率的影响,结合吸附前后材料的FT-IR表征,对材料进行脱吸附与循环再生相关研究。5.通过对丹参饮片进行提取得到丹参水提物,研究材料在真实丹参水提液中对三种丹酚酸的吸附性能。6.将吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学数据进行模型拟合,并结合XPS、FT-IR等手段表征吸附前后材料结构及性质的变化,以及通过密度泛函理论(DFT)计算得到材料对三种丹酚酸的结合能,研究PAPIM对三种丹酚酸的吸附机理。结果 1.SEM、XRD、FT-IR、DLS、XPS等结果证明PAPIM的成功制备。改性后的蒙脱石复合材料经扫描电镜观察到其断面边缘卷曲增厚,XRD测定其层间距变大,比表面积降低和平均孔径增加,证明b-PEI和4-羧基苯硼酸成功接入Na-MMT 层间。2.吸附剂的最佳用量为1.0 g/L。在pH值为3时,材料对三种丹酚酸的吸附效果均较好。材料对三种丹酚酸的吸附遵循拟二级动力学模型,在298.15 K条件下30min内达到吸附平衡。材料对三种酚酸的吸附等温线符合Langmuir模型,预测其对SAA的最大吸附量为1.285mmol/g(635.2mg/g)、对SAB的最大吸附量为 0.692 mmol/g(497.1 mg/g)、对 RA 的最大吸附量为 1.154 mmol/g(415.9 mg/g)。3.经过5次循环后,PAPIM对三种丹酚酸的吸附效率略有下降,但是仍保持在80%以上,表明材料具有良好的可重复利用性。4.在1-6mg/mL的丹参水提取液中,PAPIM在2h内对SAA的吸附效率接近100%,而随着浓度的增加对SAB和RA的吸附效率均降低。5.材料对三种丹酚酸的吸附过程涉及化学吸附和物理吸附。通过模型拟合和相关实验结果推断材料对三种丹酚酸的吸附机理包括共价键、π-π堆叠、静电相互作用和氢键。密度泛函理论计算得到苯硼酸功能化聚乙烯亚胺吸附SAA的结合能为-57.53 kcal/mol,对SAB的吸附能为-15.94 kcal/mol,对RA的吸附能为-18.36 kcal/mol。结论本实验合成的4-羧基苯硼酸功能化的PEI插层蒙脱石复合材料具有快速动力学、大容量和相对选择吸附丹酚酸类化合物的特点。为其他酚酸类化合物的有效吸附提供一种新的思路。

关键词：丹酚酸蒙脱石吸附多重相互作用吸附机制

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蒙脱石的催化生物质热解特性

硅酸盐学报 2021年第3期49卷 564-571页

作者：高丽慧李树磊中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心江苏徐州221116

以纤维素和橡树叶为研究对象,探索了蒙脱石催化作用下热解产物的变化规律及机理。结果表明:蒙脱石负载促进纤维素向β-消除路径转化,导致活化能增加、DTG (微商热重分析曲线)峰值温度升高和热解速率降低,而对橡树叶的热解过程影响较小;... 详细信息

以纤维素和橡树叶为研究对象,探索了蒙脱石催化作用下热解产物的变化规律及机理。结果表明:蒙脱石负载促进纤维素向β-消除路径转化,导致活化能增加、DTG (微商热重分析曲线)峰值温度升高和热解速率降低,而对橡树叶的热解过程影响较小;蒙脱石可催化热解液体的2次裂解,使液体产率降低,气体产率增加,而对固体产物产率的影响较小,其中热解气体以H_(2)、CH_(4)和CO_(2)为主。蒙脱石表面和层间含有许多强酸性和弱酸性的Lewis (L)和Bronsted (B)酸性位点,可原位催化羧酸类物质发生脱羧基反应;同时对热解液体产物中糠醛和左旋葡聚糖酮的富集有明显的促进作用。

关键词：蒙脱石催化热解生物质酸性位点

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蒙脱石对水合物法分离煤矿瓦斯中甲烷的影响

Journal of Central South University 2018年第1期25卷 38-50页

作者：张强吴强张辉张保勇夏婷 School of Materials Science and Engineering Harbin University of Science and TechnologyHarbin 150080China Department of Safety Engineering Heilongjiang University of Science&TechnologyHarbin 150022China National Central Laboratory of Hydrocarbon Gas Transportation Pipeline Safety Harbin 150022China

矿井瓦斯是以甲烷(CH_4)为主的混合气体,CH_4是洁净、高效的优质能源,同时它也是对臭氧破坏能力极强的温室气体。由于其浓度较低,使得抽采瓦斯无法直接利用,采用水合物法能够分离提纯抽采瓦斯中CH_4,而该方法的关键科学问题是如何加快... 详细信息

矿井瓦斯是以甲烷(CH_4)为主的混合气体,CH_4是洁净、高效的优质能源,同时它也是对臭氧破坏能力极强的温室气体。由于其浓度较低,使得抽采瓦斯无法直接利用,采用水合物法能够分离提纯抽采瓦斯中CH_4,而该方法的关键科学问题是如何加快水合分离速率,增大瓦斯水合物储气量,提高CH_4回收率。蒙脱石(MMT)具有较好的吸附性和粘结性,已有研究表明蒙脱石能够促进甲烷水合物形成。据此针对3种瓦斯气样分别在MMT-SDS、MMT-THF、MMT-SDS-THF及空白体系中进行瓦斯水合分离实验,考查了MMT对瓦斯水合分离效率、CH_4回收率的影响规律。结果表明:MMT能够增大瓦斯水合分离因子和分配系数,提高CH_4回收率,分析认为在瓦斯水合分离过程中,CH_4能够在MMT的特殊层间结构中形成水合物,说明MMT对CH_4具有选择性,可提高瓦斯水合分离效率。本文首次定义了选择因子,以此参数评价水合物相对目标气体的富集能力,实验结果表明MMT促进了CH_4在水合物相中的富集。

关键词：煤矿瓦斯水合物蒙脱石分离影响分配系数分离因子回收率选择因子

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蒙脱石电渗微观机理试验研究

浙江大学学报（工学版） 2017年第12期51卷 2373-2382页

作者：郭康仕庄艳峰段伟武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 武汉建工集团股份有限公司湖北武汉430023

为了在微观上探究电渗的作用机理,以单一矿物成分的蒙脱石为电渗对象,采用自制金属电极和EKG电极,设计4组平行试验,探讨土体离子迁移、电学参数、膨胀性能等物理化学方面的变化.试验结果表明,Al^(3+)迁移能力远大于Cu^(2+)和Fe^(2+),后... 详细信息

为了在微观上探究电渗的作用机理,以单一矿物成分的蒙脱石为电渗对象,采用自制金属电极和EKG电极,设计4组平行试验,探讨土体离子迁移、电学参数、膨胀性能等物理化学方面的变化.试验结果表明,Al^(3+)迁移能力远大于Cu^(2+)和Fe^(2+),后两者难以在电场力的作用下移动,电极反应生成的金属离子对电渗排水基本没有促进作用;电渗削弱了蒙脱石的乙二醇膨胀性,且除铜电极外,铝、铁、EKG电极下电渗对靠近阴极的土的膨胀性抑制作用更强;电渗作用降低了蒙脱石的zeta电位绝对值;铝电极下Al^(3+)的渗入严重降低了Ca^(2+)的排出量,铁电极下Fe^(3+)和Fe^(2+)的渗入束缚了阳极附近土体中Na^+的迁移;铁电极和EKG电极对土体有酸化作用,而铜电极、铝电极则不然.

关键词：电渗蒙脱石金属电极 EKG电极

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蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响

煤炭学报 2018年第S2期43卷 553-559页

作者：刘国强刘文礼王东辉杨宗义中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 招商局生态环保科技有限公司重庆400067

为了研究蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响,采用氯化钾和苄基三甲基氯化铵(TMBAC)作为抑制剂,在抑制和非抑制状态下进行了含蒙脱石煤泥水的过滤试验。结果表明:氯化钾和TMBAC对蒙脱石水化膨胀均有较好的抑制作用,氯化钾质量分数为1... 详细信息

为了研究蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响,采用氯化钾和苄基三甲基氯化铵(TMBAC)作为抑制剂,在抑制和非抑制状态下进行了含蒙脱石煤泥水的过滤试验。结果表明:氯化钾和TMBAC对蒙脱石水化膨胀均有较好的抑制作用,氯化钾质量分数为1.12%和TMBAC质量分数为0.4%时,可以使蒙脱石的防膨率达90%。与非抑制状态相比,抑制状态下含蒙脱石煤泥水过滤的滤饼水分降低、过滤时间缩短和脱水速率增大,且TMBAC抑制状态下含蒙脱石煤泥水过滤效果更好。氯化钾和TMBAC通过水化能较低的K+,C6H5CH2—N+(CH3)3进入蒙脱石层间,限制层间阳离子和水分子的扩散运动,达到蒙脱石水化膨胀的抑制。C6H5CH2—N+(CH3)3还可以吸附在蒙脱石和煤颗粒表面,增加蒙脱石和煤颗粒的疏水性,起到助滤剂的作用。

关键词：蒙脱石水化膨胀抑制剂煤泥水过滤

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蒙脱石对Y3+的吸附特性及机制研究

中国稀土学报 2019年第6期37卷 713-723,I0003页

作者：钟宜航彭陈亮王观石秦磊罗嗣海胡世丽江西理工大学建筑与测绘工程学院江西赣州341000 江西理工大学工程研究院江西赣州341000

研究了提纯后蒙脱石对Y3+的吸附行为,考察接触时间、固液比、初始浓度、pH、离子强度、共存NH4^+和温度对吸附过程的影响,并进行吸附等温模型拟合和热力学计算。研究结果表明:蒙脱石对Y^3+的吸附在1.5 min内可以达到平衡。固液比和Y^3+... 详细信息

研究了提纯后蒙脱石对Y3+的吸附行为,考察接触时间、固液比、初始浓度、pH、离子强度、共存NH4^+和温度对吸附过程的影响,并进行吸附等温模型拟合和热力学计算。研究结果表明:蒙脱石对Y^3+的吸附在1.5 min内可以达到平衡。固液比和Y^3+初始浓度的增大会减小Y^3+吸附量而增大吸附率;溶液pH的增大和离子强度的减小会促进Y^3+的吸附。离子交换是Y^3+吸附过程中存在的一种作用方式,随着pH增大,离子交换作用减弱,表面配位作用增强。Y^3+在蒙脱石上的吸附较好地符合Langmuir,Freundlich和Dubinin-Radushkevich吸附等温模型。根据吸附热力学参数,Y^3+在蒙脱石上的吸附自发进行,提高温度会促进Y3+的吸附。

关键词：离子型稀土蒙脱石吸附资源回收

蒙脱石层电荷与有机改性蒙脱石凝胶性能关系研究

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矿物岩石 2007年第1期27卷 36-39页

作者：邱俊陈平张言贵吕宪俊山东科技大学化学与环境工程学院山东青岛266510 山东省莱芜市质量技术监督局质检所山东莱芜271100

利用自然沉降法提取了山东两不同产地膨润土中的钙基蒙脱石矿物M1和M2,利用结构式推算法计算了两提纯蒙脱石的层电荷:M1单位半晶胞的层电荷为0.38,M2单位半晶胞的层电荷为0.59;利用十八烷基三甲基氯化铵对蒙脱石进行有机改性,并对有机... 详细信息

利用自然沉降法提取了山东两不同产地膨润土中的钙基蒙脱石矿物M1和M2,利用结构式推算法计算了两提纯蒙脱石的层电荷:M1单位半晶胞的层电荷为0.38,M2单位半晶胞的层电荷为0.59;利用十八烷基三甲基氯化铵对蒙脱石进行有机改性,并对有机蒙脱石凝胶性能和层电荷的相关关系进行研究。研究发现:蒙脱石单位半晶胞的层电荷越低,在水中的分散性越好,越有利于十八烷基三甲基铵阳离子的插层,相应有机改性蒙脱石在二甲苯和乙醇体系中的凝胶性能越好(如M1);蒙脱石单位半晶胞的层电荷越高,在水中的分散性越差,越不利于十八烷基三甲基铵阳离子的插层,相应有机改性蒙脱石产品的凝胶性能较差(如M2)。

关键词：蒙脱石层电荷有机蒙脱石凝胶性能