점토광물의 유기변성법
점토광물은 다른 흡착제에 비해 가격이 저렴하고 비표면적이 크며 양이온교환능력이 높아 천연흡착제로 많이 사용된다.
최근 몇 년 동안 사람들은 카올리나이트, 몬모릴로나이트, 일라이트 및 벤토나이트와 같은 천연 점토 광물을 사용하여 물의 유기 오염 물질 및 음이온 오염 물질을 제거합니다. 그러나 연구에 따르면 천연 점토 광물은 음이온 오염 물질에 대한 특정 흡착 능력이 있지만 유기 오염 물질에 대한 흡착 능력은 약합니다. 이는 점토광물 표면에 친수성 무기 양이온이 많아 습윤상태에서 점토광물의 표면을 친수성으로 만들고 소수성 유기오염물질을 직접 흡착하기 어렵기 때문이다.
천연 점토 광물을 계면활성제, 폴리머, 실란 커플링제로 개질함으로써 점토 광물의 표면을 친수성에서 소수성으로 변환할 수 있으며 저렴하고 강력한 흡착 성능을 가진 유기 점토 흡착제를 얻을 수 있습니다. 소수성 유기 오염 물질에 대한 점토 광물의 흡착을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
1. 계면활성제
계면활성제 분자는 성질이 완전히 다른 두 그룹, 즉 친수성 그룹과 소수성 그룹으로 구성됩니다. 수용액에서 친수성 그룹의 해리에 따라 계면활성제는 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제로 나눌 수 있습니다. 그리고 환경친화적이고 독성이 낮아 점토개질제로 많이 사용된다.
(1) 양이온성 계면활성제
점토 광물을 수정하기 위해 양이온성 계면활성제를 사용하는 메커니즘은 일반적으로 이온 교환 반응입니다. 즉, 양이온성 계면활성제의 유기 양이온이 점토 광물층 사이의 무기 양이온(예: Na+, Ca2+ 등)을 대체합니다.
(2) 음이온성 계면활성제
음이온성 계면활성제의 친수성기는 음전하를 띤 기이며, 점토광물 표면에도 음전하를 띤 기가 존재하여 정전기적 인력에 의해 점토광물 표면에 음이온 계면활성제가 흡착될 수 없다. 현재 점토 광물에 대한 음이온성 계면활성제의 개질 메커니즘은 주로 소수성 결합과 수소 결합 형성이다.
(3) 양이온 및 음이온 복합 계면활성제
(4) 제미니 계면활성제
제미니 계면활성제(다이머 계면활성제)는 2개의 소수성 알킬 탄소 사슬과 친수성 그룹, 연결 그룹 및 카운터 이온 그룹으로 구성됩니다. 전통적인 알킬 4차 암모늄 양이온 계면활성제와 비교할 때 제미니 계면활성제로 개질된 점토 광물은 일반적으로 흡착력이 높고 개질제 방출이 낮기 때문에 하수 제거 분야에서 널리 사용됩니다.
(5) 비이온성 계면활성제
비이온성 계면활성제는 물에서 해리되지 않으며 이들의 친수성기는 보통 에스테르기, 카르복실기, 수산기 등으로 점토광물 표면의 수산기와 상호작용하여 수소결합을 일으켜 점토광물 표면에 흡착할 수 있다.
또한, 비이온성 계면활성제로 개질된 유기점토 광물은 양이온성 계면활성제로 개질된 유기점토 광물보다 더 큰 층간 간격과 더 높은 화학적 안정성을 가지며 더 나은 적용 전망을 갖는 것으로 보고되었습니다.
2. 폴리머
중합체는 물리적 흡착, 이온 교환 및 화학적 그래프팅을 통해 점토 광물을 개질하고 점토 광물의 흡착 성능을 향상시킬 수 있습니다.
물리적 흡착 개질법이란 폴리머가 자체의 하전 또는 관능기로 인해 점토광물 표면의 수산기와 수소결합을 형성하여 점토광물의 표면에 흡착되어 표면. 물리적 흡착의 장점은 점토광물의 구조를 변화시키지 않는다는 점이다. 단점은 폴리머와 점토 광물 표면 사이의 힘이 상대적으로 약하고 온도 및 pH 값과 같은 요인에 의해 쉽게 교란된다는 것입니다.
점토광물의 표면에 고분자가 화학적으로 그라프팅되는 것이 화학적 흡착에 속하며, 고분자와 점토광물의 반응기가 축합되어 고분자가 점토광물의 표면에 결합하게 된다. 화학적 흡착에 의해 변형된 점토 광물은 물리적 흡착에 의해 변형된 것보다 더 안정적입니다.
3. 실란커플링제
오르가노실란으로도 알려진 실란 커플링제는 비가수분해성 그룹, 단쇄 알킬렌 그룹 및 가수분해성 그룹으로 구성됩니다. 실란 커플링제는 일반적으로 실란의 가수분해성 그룹을 하이드록실 그룹으로 가수분해한 다음 점토 광물의 표면에 있는 하이드록실 그룹과 축합하여 안정적인 Si-O-Si 또는 Si-O-Al 공유 결합을 형성하고 점토. 미네랄 표면.