钙基蒙脱石吸附强酸溶液中铋离子的研究.pdf

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1、卷(Volume)33，期(Number)3，总(Tota1)133矿物岩石页(Pages)13—18，2013，9，(Sept，2013)JMINERALPETROL钙基蒙脱石吸附强酸溶液中铋离子的研究赵彦钊，高乐文，王兰，郭文姬，古先文，张亚莉f1．陕西科技大学材料科学与工程学院，陕西西安710021；]l2．陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西西安710021l【摘要】以钙基蒙脱石(Ca—MMT)和五水硝酸铋为原料，探讨硝酸溶液与硝酸铋溶液处理过蒙脱石的形貌和结构的变化情况，同时，研究蒙脱石吸附强酸溶液中铋离子的特性，结果表

2、明：蒙脱石在强酸溶液中能以Langmuir单分子层吸附方式吸附溶液中的铋离子，其中等温吸附铋离子的最大量为220．9×10_‘；硝酸溶液中的氢离子能对蒙脱石中的Al一0八面体结构起到破坏作用；铋离子能对蒙脱石的层间水产生影响，同时一定程度上抑制氢离子对蒙脱石结构的破坏；硝酸与硝酸铋溶液处理的蒙脱石(001)晶面间距都减小，但硝酸铋溶液处理的蒙脱石(001)晶面间距减小更为显著；吸附了铋离子的蒙脱石(001)晶面间距，随溶液中铋离子初始浓度的增大而增大。【关键词】铋离子；吸附；蒙脱石中图分类号：TD985文献标识码：A文章编号：10

3、01—6872(2013)Q3—0013—06蒙脱石(MMT)是一种粘土类层状硅酸盐矿阳离子交换性j。物，有良好的稳定性和触变性，其结构片层包含三个近年来，蒙脱石以其优异的特性被广泛应用到亚层：两个硅氧四面体亚层和一个铝氧八面体亚层。放射性元素的处理[3]、控释药物的制备]、纳米颗粒两个四面体亚层间以共用氧原子的方式夹含了一个材料的分散_5]、生物酶的固定l_6]、抗压抗拉复合材料八面体亚层，形成蒙脱石的一个结构片层]。蒙脱的制备等的研究。然而，天然的蒙脱石在其应用石各个结构片层之间含有水分子，水分子以中性水中表现的特性不能很好的

4、满足应用要求，因此改性的形式层状排列于片层之间，且结构片层间表现为蒙脱石成为研究的热点_8]。利用蒙脱石阳离子交换负电性，因此蒙脱石表现出良好的膨胀性、吸附性和特性改性蒙脱石，是一种常用的改性蒙脱石的方法。收稿日期：2013—04—10；改回日期：2013—06—24作者简介：赵彦钊，男，49岁，教授，材料学专业，研究方向：矿物材料．E—mail：zhaoy@sust．edu．cn矿物岩石此方法优点在于，通过离子交换吸附的原理可以引到用显色剂(硫脲、碘化钾、抗坏血酸的混合液)检测进一些离子，络合物离子，化合物等进入蒙脱石层上清液不

5、显色为止，将所有上清液收集、定容，待测。间，对蒙脱石表面电荷分布状况、原子成键状态，以然后，将粉体用去离子水洗涤至中性，12O。C干燥，及蒙脱石(ooi)晶面层间距进行改变、达到改性蒙脱研磨，得到样品用于结构分析。石的目的。1．2．2样品结构的分析及表征利用扫描电镜铋是一种低毒效、廉价、用途广，并且易于操作(SEM，日本日立$4800)、傅里叶红外光谱仪(FT—的环境友好型材料lg]。B离子改性蒙脱石鲜有报IR，Verte70型，KBr压片)和X射线粉末衍射仪道。虽然夏海萍[1等运用浓度o．001M～0．006M(XRD，Dmax

6、2200pc型，Cu靶K0【射线(入一的Bi(NO)。·5H。O溶解在水中，对蒙脱石进行改0．15406nm))，确定与表征蒙脱石吸附铋离子后的性。ZhiqiangGuo_1等运用浓度0．008M的Bi变化；利用紫外／可见／近红外红外光谱仪(NO)。·5HO溶解在去离子水中，强烈搅拌，制备(PerkinElmerLamda950UV／Vis／NIR)，测试铋离铋基蒙脱石。众所周知，当溶液中pH>2时，抖子的吸附量，表征吸附规律。以BiOH或BiO。。的形式存在l1。在有No。一或1．2．3铋离子吸附量的表征Cl～存在的溶液中，甚至

7、形成不溶解的化合物，例如检测上清液铋含量的标准曲线绘制以硝酸溶BLOC1或BiONO。}131。所以一切在水溶液中溶解的液作溶剂，按一定的比例配置铋离子与碘化钾、硫脲Bi(NO)。·5H。O，都不能形成B离子。因此Bi。。。和抗坏血酸的混合液，并且使铋离子络合度达到最离子改性蒙脱石，必须在pH<2的酸溶液中进行。大，通过uV一8100紫外分光度计进行全波长扫描得本实验在强酸溶液中配置出Bi抖离子溶液，研到图1A(ii)曲线。采用硝酸处理过蒙脱石(处理过究了在强酸溶液中Bi计是否能接触到蒙脱石，对蒙程按样品制备流程)的上清液作为溶剂

8、，应用同样的脱石进行B．3_离子改性。通过SEM，XRD和FT—方法得到图1A(i)曲线。对比曲线1A(ii)与1A(i)，IR等测试手段进行了表征。最后，研究了蒙脱石等确定出绘制标准曲线的最大吸收波长(465nm)，绘温吸附Bi。。。离子的规律和