膨润土的基本性能及对重金属离子的吸附机理

的特性取决于蒙脱石特有的结构，蒙脱石晶格内的异价类质同象置换是其最基本、重要的构造特性。蒙脱石是一种含水的层状硅酸盐矿物,找承怡矿业，由两层硅氧四面体片夹一层铝氧八面体片组成。硅氧四面体片中有一定量的Si4+被Al3+取代，铝氧八面体片中也可有1/6～1/3的Al3+被 Mg2+、Fe2+等取代。这种不等价的类质同相替换使得晶层产生性负电荷。晶层负电性主要通过静电引力吸附的K+、Na+、Ca2+等层间阳离子来平衡，这些层间阳离子具有可交换性。另外，蒙脱石晶体边缘破键，在pH >7时端面带负电荷，也可吸附少量阳离子。正是由于蒙脱石矿物的这些特性，使膨润土可用于处理含重金属离子的废水。

改性
研究表明，通过膨润土的改性可提高其对重金属离子的去除能力。膨润土虽然具有较好的吸附性能，但是在含重金属离子废水处理的工业应用中，直接利用膨润土原土往往不能达到满意的效果，一般需将膨润土经过改性后再应用于废水处理。膨润土的改性处理方法主要有高温焙烧、酸改性或钠化改性、有机活化、无机柱撑等。

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改性方法
高温焙烧
高温焙烧的主要目的是使膨润土失去表面水、水化水和结构骨架中的结合水以及空隙中的一些杂质，减小水膜对污染物质的吸附阻力。焙烧还使得膨润土的空隙率和表面积增加，有利于阳离子交换容量（CEC）的增加，提高膨润土的吸附性能。但焙烧温度不能超过500℃，时间以2h为宜，否则会破坏有利于吸附的构造，也增加处理成本。

酸改性
酸活化改性就是将一定细度的膨润土浸渍于酸溶液中（常采用H2SO4），水浴加热搅拌，抽滤后洗至滤液呈中性，干燥研磨即得酸改性膨润土。膨润土经酸活化改性后，孔容积得到增大，并削弱了原来层间的键力，层状晶格裂开，层间距增大，孔道被疏通，吸附性能和阳离子交换能力得到提高。
钠化改性
由于天然膨润土一般为钙基蒙脱石，而蒙脱石层间Ca2+的交换能力远远小于Na+，因此蒙脱石必须先要钠化，使其转变为钠基蒙脱石。钠化剂的选取大多是采用较常见的钠盐，如Na2CO3、NaCl、(NaPO3)6、NaOH等。

有机活化
有机活化是用有机改性剂对膨润土进行改性，主要为蒙脱石和季铵盐阳离子表面活性剂的作用。季铵盐阳离子进入蒙脱石的层间，不但使有机蒙脱石的层间距增大，而且改善了疏水性，从而增强了去除有机污染物的能力。

无机柱撑
用柱撑剂（多为聚合羟基阳离子）取代蒙脱石层间可交换性阳离子，形成无机层间插入化合物，经干燥脱水、煅烧脱羟基等处理得到柱撑蒙脱石。柱撑后的蒙脱石层间被撑开一个到几个分子的距离，因而比表面积增大，吸附性能得以提高。