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 凹凸棒土是一種稀有的具有鏈層狀結構的含水富鎂硅酸鹽的天然無機非金屬粘土礦物，由于其獨特的結構和優(yōu)異的性能受到了許多領域的廣泛關注。本文以甘肅臨澤凹凸棒土礦為研究對象，對其進行了原礦物相定性定量分析，分別利用沉降法、內(nèi)標法、K值法和Rietveld法對凹凸棒土礦中凹凸棒土進行了定量分析;分別通過差熱分析(TG-DTA)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和傅里葉紅外光譜(FT-IR)等分析方法對三種凹凸棒土(AT-2、AT2-Ⅰ和KX-Ⅰ)的組成、結構和性能進行了表征。對凹凸棒土礦和提純凹凸棒土分別進行熱改性、酸-熱改性和鹽-酸-熱改性，研究在不同改性條件下凹凸棒土對食用油的脫色情況，并且研究了其吸附機理。
得出以下結論:
甘肅臨澤凹凸棒土礦主要為沉積型白云質(zhì)凹凸棒土，主要由SiO2、Al2O3、MgO和CaO等化學成分組成，其中AT-2凹凸棒土樣品礦物組成為石英、白云石、凹凸棒土和斜綠泥石;AT-4凹凸棒土樣品礦物組成為石英、白云石和凹凸棒土;KX-Ⅰ凹凸棒土礦物組成為石英、白云石、凹凸棒土、白云母、石膏和高嶺石。利用六偏磷酸鈉提純的純凹凸棒土晶體大部分被分散成為單個纖維晶束，保持較長的纖維狀，長度約500nm，部分被折斷為短纖維狀，長度約150nm，直徑在20～25nm之間，有少許短狀纖維體發(fā)生團聚。
內(nèi)標法、K值法和Rietveld法分析出凹凸棒土礦樣品AT2-Ⅰ中凹凸棒土物相含量均在40％左右。內(nèi)標法在加入內(nèi)標物后，不僅可以分析結晶相，還可以分析非結晶相的含量;K值法作為石油化工行業(yè)標準的定量分析方法被廣泛應用于礦物物相的定量分析;Rietveld法作為一種新的定量分析方法，逐點對XRD圖的衍射峰強度進行擬合計算，通過循環(huán)使用最小二乘法來調(diào)節(jié)實驗參數(shù)、結構參數(shù)以及峰形參數(shù)等影響因子，從而使擬合出的計算峰與實際峰達到最大吻合，Rietveld法可同時分析出礦物中所有晶相的含量，利用Rietveld法分析凹凸棒土礦AT2、AT4和AT6中含凹凸棒土物相分別為70.1％、50.7％和43.1％，與加入內(nèi)標物質(zhì)進行分析的結果相差不過3％，利用已知配比的二組分樣品對Rietveld法進行驗證，計算值與實際值相差不過3％。
凹凸棒土礦以1∶6的固液比經(jīng)過6mol·L-1的鹽酸改性，再經(jīng)過400℃熱改性1h后，凹凸棒土的表面吸附水、部分結晶水和沸石水被脫出，在80℃的恒溫脫色條件下，晶束發(fā)生解離，碳酸鹽礦物發(fā)生了分解并且置換了八面體中的陽離子和溶解了少量Si4+，使八面體內(nèi)產(chǎn)生空位，凹凸棒土內(nèi)孔道擴大疏松，起到了增加比表面積的作用，同時β-胡蘿卜等有色雜質(zhì)的結構也發(fā)生解離與破壞，引起了吸附傳質(zhì)速度的加快，增加了凹凸棒土的吸附容量，使得食用油的脫色效果達到最佳;凹凸棒土礦經(jīng)過Al3+的活化改性，Al3+充當了平衡八面體上負電荷的作用并帶入了正電荷，同時在溶劑的作用下，凹凸棒土結構內(nèi)的層間被分散和剝離，使其具有較大的內(nèi)表面積，低電價且具有大半徑的陽離子和結構單元層之間作用力較弱，從而使層間陽離子具有可交換性，使凹凸棒土同時具有了帶電性和巨大的比表面積，使其具有了很強的吸附性。提純凹凸棒土在經(jīng)過400℃熱改性1h和4mol·L-1的鹽酸改性后，以1∶40的土油比在80℃下對食用油的吸附效果最佳，此時吸附劑的比表面積最大，表明凹凸棒土在食用油脫色過程中，凹凸棒土起著主導作用，凹凸棒土物相的含量越高，礦土的吸附性能越好。

    doi：
    10.7666/d.Y2862683
    關鍵詞：
    凹凸棒土 相組成 脫色性能 吸附機理 熱改性
    作者：
    童婷
    學位授予單位：
    北京化工大學
    授予學位：
    碩士
    學科專業(yè)：
    材料工程
    導師姓名：
    李敏
    學位年度：
    2015
    語種：
    中文
    分類號：
    O647.3
    在線出版日期：
    2015年12月28日（萬方平臺首次上網(wǎng)日期，不代表論文的發(fā)表時間）