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本论文研究了传统马弗炉加热法制备膨胀蛭石工艺后,提出了微波加热制备膨胀蛭石的新方法,并对以上两种方法进行了对比;蛭石是一种具有优异吸附、离子交换性能的硅铝酸盐矿物,在环境治理中有广泛的应用前景,论文介绍了近年来天然蛭石在废水处理中的应用,实验研究了蛭石吸附重金属离子;论述了有机蛭石及蛭石/PVC复合材料制备的研究。
用马弗炉电加热法和微波炉微波加热法制备了膨胀蛭石,分别称之为热膨胀蛭石(TEV)和微波膨胀蛭石(MEV)。重点研究了蛭石的膨胀过程和膨胀机理,测定微波炉在不同加热功率和加热时间条件下蛭石的体积膨胀率,得到蛭石膨胀工艺主要参数。对膨胀蛭石样品进行SEM,XRD和热重分析,结果表明微波膨胀蛭石层与层之间膨胀分离彻底,层间孔隙多;蛭石层间结构中铁离子没有发生氧化反应,膨胀后颜色为银灰色,蛭石不发脆:平均膨胀倍数大于电加热膨胀蛭石;蛭石结构的d001值变化小。对蛭石样品用不同功率相同时间,或相同功率不同时间微波加热后发现,膨胀蛭石的膨胀倍数随加热时间增大分三个阶段,到达一定时间后不再变化。试验研究发现,微波加热时间为50s,功率为400W时集合平均膨胀倍数最大。通过对蛭石进行FTIR发现:微波蛭石的结构水没有脱去,这可能是微波蛭石不发脆的主要原因。
实验研究了蛭石对重金属离子Pb+2,Ag+,Ni2+,Cd2+的吸附作用,发现在室温、pH=5-6的条件下,蛭石对四种金属离子的吸附能力为:pb2+>Cd2+>Ag+>Ni2+。
对蛭石有机插层改性和用双螺杆挤出机制备蛭石/PVC复合材料进行了实验研究。发现用热液搅拌法可以对蛭石进行部分插层,插层后蛭石层间距dool值明显增大;实验研究发现:蛭石重量百分数为10%的蛭石/PVC复合材料的强度增强。