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表面活化沸石外比表面积的试验-沸石滤料
发布时间:2021-03-01 16:29
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利用阳离子表面活化剂(HDTMA-Cl)对天然沸石进行了表面活化改性,并使用BET法测定了表面活化沸石颗粒(SMZ)和天然沸石颗粒的外比表面积,试验结果表明,粒径为4~100目时,天然沸石的比表面积为13.44~14.32m2/g,活化沸石的比表面积为4.18~6.79m2/g,与天然沸石相比较,其值要小1~2倍。通过轻拍式原子力显微镜镜像分析(TMAFM),探讨了SMZ外比表面积发生变化的原因。

在25e的室温下,对天然沸石和活化沸石的比表面积进行了测试,粒径为4~100目时,天然沸石的比表面积为13.44~14.32m2/g,活化沸石的比表面积为4.18~6.79m2/g,与天然沸石相比较,其值要小1~2倍。此外,沸石颗粒的大小对天然沸石的比表面积没有明显影响,活化沸石的比表面积随颗粒粒径的增加,略显上升趋势。
在用HDTMA-Cl对沸石进行改性的过程中,当HDTMA-Cl浓度小于临界胶束浓度(CMC,25e时为[email protected])时,水相中的HDTMA阳离子通过静电引力、范德华力被沸石表面的负电荷吸附捕获,或与沸石表面可交换的阳离子发生交换,在沸石表面形成阳离子表面活性剂膜,这些被吸附的有机阳离子呈单分子层吸着形式,如图1a。当溶液中HDTMA的浓度大于CMC时,吸附的HDTMA单分子层的憎水基,烃链与水相中的HDTMA憎水基相互缔合成团,形成了双分子层的带正电荷的胶束。
显示了未活化的天然沸石的晶体表面特征。沸石晶体晶面平整,晶阶发育。晶阶使得沸石晶体表面凹凸不平,并且在晶面和晶阶上粘有许多小的晶体颗粒。
一般来说,样品颗粒越细,比表面积越大。沸石岩颗粒大小对天然沸石的比表面积没有影响,而对活化沸石的比表面积有一定的影响。根据研究学者推测,天然沸石岩具有均一的内部孔隙结构,N2分子可以进入矿物颗粒之间的孔隙。所以,沸石岩颗粒大小对BET氮气吸附法测试的比表面积没有什么影响。而在液相中,带有长长烃链的HDTMA分子与沸石岩的吸附作用主要是在沸石岩颗粒表面通过静电引力、范德华力、表面离子交换进行,这样,颗粒越细,加载的HDTMA也就越多。活化沸石颗粒的比表面积与其加载的HDTMA量有关。

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