膨潤土的進一步研究

進一步研究蒙脫石原礦及吸附鋅後蒙脫石的紅外光譜圖（見圖3-1），可以看出蒙脫石原礦在3622cm-l位置出現較強的羥基伸縮振動吸收譜．1636cm-1為蒙脫石層間吸附水H―O―H的彎曲振動，在1040cm-1附近的Si―O―Si伸縮振動吸收譜分裂為1093cm-1和1022cm-1雙峰，說明該蒙脫石層間陽離子含Na+。在膨潤土加工過程中，需要用到很多的膨潤土設備。吸附Zn2+後，3622cm-1位置羥基伸縮振動吸收譜減弱，同時蒙脫石層間吸附水H―O―H的伸縮振動由3420cm-1向低頻3240cm-1方向移動，H―O―H的彎曲振動由1636cm-1向低頻1618cm-1方向移動。而Si―O―Si伸縮振動吸收譜向高頻方向移動並分裂為三個吸收譜：1152cm-1、1104cm-1和1034cm-1。這表明，Zn2+交換了蒙脫石層間城中的Ca2+、Na十等離子，由於Zn2+具有較強的水化作用，使蒙脫石層間吸附水的伸縮振動和彎曲振動吸收譜發生變化，使Si―O―Si伸縮振動吸收譜向高頻方向移動，並且Zn2+在蒙脫石層間域中大量水解，形成[Zn（OH）（H2O）p―1]+。[Zn（OH）（H2O）p―1]+與蒙脫石矽鋁層之間形成氫鍵，使得Si―O―Si、Si―O之間的簡並消失，分裂成三個吸收譜峰。因此，可推斷吸附Zn2+在蒙脫石層間發生了水解作用。

對比原礦及吸附鋅後的礦物進行差熱（DTA）分析與熱重（TG）分析結果，也表明進入蒙脫石層間的Zn2+發生了水解反應。蒙脫石原礦差熱曲線有三個吸熱穀，其前列吸熱穀為一複穀，在136℃和169℃有兩個大而寬的低溫吸熱穀，構成前列吸熱穀，主要是脫出吸附水和層間水。由吸熱複穀的形狀可以判斷蒙脫石為典型的鈣基蒙脫石，層間水失重為16. 46%。在533℃和642℃，差熱曲線上出現脫羥吸熱穀，也即第二吸熱穀。此時，脫出結晶水，但不發生明顯的非晶質化，雖然失去了結構羥基水，但還保持原有的層結構格架，隻是結構發生歪扭，蒙脫石的特性也喪失，脫羥失重為4. 25%。蒙脫石的第三吸熱穀位於921℃．標誌著蒙脫石結構的解體，呈非晶態。蒙脫石吸附鋅後，由於其層間的Ca2+被Zn2+交換，使前列吸熱穀由複穀轉變為兩個獨立的吸熱穀，前列吸熱穀為130℃，同時脫出吸附水和層間水，失重為14. 64%。第二吸熱穀為288℃，則對應於蒙脫石層同域中Zn2+水解產物[Zn（OH）（H2O）p―1]+中羥基的脫除，失重為2.55%。500℃以後的差熱曲線變化不大。由此可見，在蒙脫石層間域中的無機陽離子可發生明顯的水解反應。

吳大清等（2000）研究了稀溶液中Pb2+、Zn2+與蒙脫石的界麵交換過程，實驗結果表明，在反應初期，Pb2+、Zn2+在蒙脫石層間發生水解。

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