6 tipos de tecnologías de modificación y características de la atapulgita
La attapulgita es un mineral de arcilla de silicato rico en magnesio hidratado similar a una cadena de nanocapas con abundantes reservas. Se utiliza gradualmente en el campo de la gobernanza ambiental debido a su fuerte adsorción, seguridad y protección ambiental. La investigación y el desarrollo de nuevas atapulgitas modificadas y la promoción también han recibido cada vez más atención.
1. Modificación térmica
La atapulgita elimina el agua de coordinación, el agua de zeolita, el agua cristalina y el agua estructural en la estructura cristalina en condiciones de calentamiento, lo que aumenta el área de superficie específica y el tamaño de los poros de la atapulgita. El estudio encontró que a alrededor de 110°C, la atapulgita elimina principalmente el agua adsorbida y el agua de zeolita en la superficie exterior; entre 250 y 650°C, a medida que aumenta la temperatura, el agua cristalina se elimina gradual y completamente; cuando la temperatura es superior a 800°C, la atapulgita cambió de una morfología de varilla a un agregado esférico, el volumen de poro y el área de superficie específica disminuyeron, y la capacidad de adsorción se debilitó. Por lo tanto, el tratamiento térmico de la atapulgita generalmente se selecciona a 500-800 °C.
2. Modificación de sal ácido-base
La modificación ácida consiste en utilizar ácido clorhídrico, ácido nítrico o ácido sulfúrico para eliminar los minerales asociados similares al carbonato, como el cuarzo, la montmorillonita y la caolinita en la arcilla de attapulgita, a fin de dragar los poros y aumentar el número de sitios activos. El tratamiento alcalino y la modificación de la sal son iones metálicos en el modificador y cationes como Fe3+, Mg2+, Na+ entre las capas de atapulgita para intercambiar iones, lo que hace que la estructura de la superficie se desequilibre para mejorar la actividad de adsorción. El efecto de la modificación de la sal de ácido-base se ve afectado por la concentración, y el líquido residual después de la modificación puede causar una contaminación secundaria.
3. Tratamiento de microondas y tratamiento ultrasónico.
El tratamiento con microondas consiste en utilizar calentamiento por microondas para hacer que la estructura interna se suelte y se vuelva porosa para aumentar el área de superficie específica. Su principio es similar al tratamiento de tostado, pero el método de microondas calienta uniformemente y puede acortar considerablemente el tiempo de calentamiento. Se espera que reemplace el tratamiento térmico tradicional como una tecnología de procesamiento verde. El tratamiento ultrasónico es el uso de cavitación ultrasónica para generar alta temperatura, alta presión u ondas de choque fuertes para despegar partículas de arcilla y dispersar agregados de atapulgita para mejorar la dispersión de atapulgita.
4. Modificación de surfactante
La modificación de los tensioactivos consiste en incrustar o recubrir los tensioactivos en la atapulgita en condiciones ácidas y alcalinas, a fin de mejorar la capacidad de adsorción de la atapulgita para sustancias específicas. Debido a que la superficie de la atapulgita suele estar cargada negativamente, generalmente se utilizan tensioactivos catiónicos, y los más utilizados son las sales de alquiltrimetilamonio cuaternario y las sales de amina.
5. Modificación del agente de acoplamiento y modificación del injerto
El agente de acoplamiento es un tipo de sustancia anfótera que contiene grupos hidrofílicos e hidrofóbicos, que pueden mejorar la compatibilidad de la atapulgita y la materia orgánica a través de la reacción de los grupos hidrofílicos con los grupos hidroxilo en la superficie de la atapulgita. La modificación de injerto de superficie utiliza la reacción de copolimerización de moléculas orgánicas y atapulgita para injertar materia orgánica en la superficie de atapulgita para mejorar la capacidad de adsorción de contaminantes orgánicos. En aplicaciones prácticas, la atapulgita a menudo se trata primero con un agente de acoplamiento y luego se injerta.
6. Carbonización hidrotermal
En los últimos años, la tecnología de carbonización hidrotermal también es un método orgánico modificado relativamente popular. Su principio es similar a la modificación del injerto, utilizando principalmente glucosa, fructosa, celulosa y ácido cloroacético como fuentes de carbono, y el hidroxilo, el grupo carboxilo, el enlace éter, el grupo aldehído y otros grupos funcionales orgánicos injertados en atapulgita para mejorar su rendimiento de adsorción.