K-catalizadores un mineral en capas compuesto de aluminosilicato hidratado extremadamente fino, también conocido como piedra de jiaoling y caolinita microcristalina, fórmula molecular: AL2O9SI3, CAS 1318-93-0. Es el componente principal de la bentonita, que es alterado por condensados volcánicos y otras rocas ígneas en el entorno alcalino. Blanco, a veces gris claro, rosa, verde claro. Los escamosos tienen escote completo. Muy suave. Se siente resbaladizo. Cuando se agrega agua, el volumen puede aumentar varias veces y convertirse en pasta. Tiene un fuerte rendimiento de adsorción y intercambio de cationes. La montmorillonita se forma principalmente mediante la meteorización de rocas ígneas básicas en el entorno alcalino, y algunos son los productos de descomposición de cenizas volcánicas depositadas en el fondo del mar. Es el componente principal de la bentonita. La bentonita se produce en muchos lugares en China, como Liaoning, Heilongjiang, Jilin, Hebei, Henan y Zhejiang. Los depósitos de montmorillonita con valor industrial en China ocurren principalmente en la serie de rocas volcánicas mesozoicas. El complejo orgánico de Montmorillonita se prepara utilizando su propiedad de intercambio de cationes, y se usa ampliamente para lubricación de grasa de alta temperatura, caucho, plástico y pintura.
Granularidad diferente
La intercambio de cationes es una de las propiedades más importantes de la montmorillonita. Los cationes adsorbidos entre las capas de montmorillonita son intercambiables, y la cantidad total de estos cationes se llama "capacidad de intercambio catiónico" (CEC). En medios acuosos, otros cationes intercambiables y moléculas de agua pueden ingresar a las capas intermedias, y este proceso es reversible. Al modificar la montmorillonita utilizando su intercambiabilidad catiónica, se pueden preparar varios productos como bentonita de sodio, montmorillonita de litio, arcilla activada, montmorillonita con columna y montmorillonita orgánica.
La montmorillonita contiene una gran cantidad de grupos hidroxilo en su estructura, tiene una fuerte hidrofilia y tiene características significativas de absorción e hinchazón. La hinchazón de la montmorillonita se basa principalmente en la hidratación de los cationes entre capas, que adsorben las moléculas de agua para formar una película de hidratación, aumentar el espacio entre capas y causar hinchazón. La hidratación e hinchazón de Montmorillonite incluye principalmente tres etapas:
(1) Hidratación de la superficie: hay una gran cantidad de enlaces rotos insaturados en las caras de superficie y extremo de la estructura de montmorillonita, como Si-OH, Al-OH, etc. Pueden formar enlaces de hidrógeno con moléculas de agua o moléculas de agua adsorbales a través de cationes intercambiables adsorbidos.
(2) Hidratación de iones: los cationes intercambiables entre capas se hidratan para formar cationes hidratados.
(3) Hidratación osmótica: cuando la distancia entre capas aumenta en cierta medida, la diferencia de concentración de iones dentro y fuera de la capa de cristal provoca una diferencia de presión osmótica, las moléculas de agua entran en la capa intermedia y los cationes se difunden en el agua para formar una capa eléctrica doble, generar repulsión, aumentar la distancia de la interlayer y causar expansión.
Entre los tres métodos de hidratación mencionados anteriormente, los dos últimos son los principales.
Debido a la débil Fuerza de unión de Montmorillonita, las moléculas de agua pueden penetrar fácilmente en la capa intermedia, aumentando la distancia entre capas, y las capas se dispersan y se despegan. Las partículas hidratadas existen en forma de un pequeño número de células unitarias agregadas, o células unitarias o capas de cristal apiladas en paralelo. En el medio de agua, dado que las partículas de montmorillonita se cargan y se repelen negativamente entre sí, es difícil formar agregados de partículas grandes a bajas concentraciones, por lo que tiene una buena suspensión y puede usarse como agente suspendido. En general, la suspensión aumenta con el aumento del valor de pH, y es mejor en condiciones alcalinas que en condiciones neutras y ácidas.
Cuando la montmorillonita se mezcla con agua, la energía de hidratación de la superficie y la energía de hidratación catiónica son mayores que la atracción entre capas, lo que hace que el volumen de montmorillonita se expanda y forme sábanas independientes. En los bordes de las hojas de montmorillonita, debido a la rotura del enlace de aluminio-oxígeno y el enlace de oxígeno de silicio, la cara final de la hoja se carga positivamente, lo que puede atraer la carga negativa en la superficie, y los bordes y las caras están asociados mutuamente para formar una gran estructura de red tridimensional. Las moléculas de agua, las partículas de emulsión, etc. están envueltas y aisladas para aumentar la resistencia de su movimiento, logrando así un efecto engrosamiento. A medida que pasa el tiempo, esta estructura coloidal tiende a ser estable. Cuando se aplica la fuerza de corte, la estructura coloidal se destruye, las hojas mutuamente atractivas se dispersan nuevamente, la resistencia al movimiento de las partículas se reduce y la viscosidad del sistema se reduce. La adición de partículas cargadas como el hexametafosfato de sodio dispersante puede adsorberse en la cara final de la montmorillonita, neutralizando la carga positiva del borde, destruyendo así la estabilidad de la estructura del "palacio de la tarjeta". La adición de carga positiva puede neutralizar los aniones ácidos, restaurar la carga positiva de la cara final, volver a formar la estructura coloidal y aumentar aún más la viscosidad.
Montmorillonite Colloid es un fluido no newtoniano, y su viscosidad cambia con la velocidad o tiempo de corte. Bajo la acción de la fuerza de corte, la estructura de red espacial tridimensional continua del coloide de montmorillonita se destruye fácilmente, y los copos se redisperan, la viscosidad del sistema disminuye y el coloid comienza a fluir, con características de adelgazamiento de cizallamiento; Cuando el sistema de arcilla se somete a una velocidad de corte constante, a medida que se destruye la estructura coloide, la viscosidad disminuye con el tiempo hasta que se alcanza la viscosidad de equilibrio. Cuando se elimina la fuerza de corte, en condiciones estáticas, a medida que pasa el tiempo, se restauran los enlaces de hidrógeno y los copos dispersos se asocian gradualmente en un gel de estructura de red tridimensional debido a la atracción de cargas positivas y negativas, y la viscosidad del sistema aumenta. Este proceso de destrucción y recuperación de la estructura coloidal es reversible, que se llama tixotropía de montmorillonita. El índice de tixotropía Ti se puede expresar mediante la relación de viscosidad del mismo rotor a una velocidad de rotación de 10R y R.
Montmorillonite es un material mineral inorgánico natural con buena estabilidad y buena resistencia al clima.
(1) buena estabilidad química
Montmorillonita es insoluble en agua y varios solventes. No se reduce ni se oxida a temperatura ambiente. Tiene un amplio rango de pH. Su estructura no se ve fácilmente afectada por ácidos, álcalis, sales, etc. Tiene buena compatibilidad con aniones orgánicos, solventes de alcohol, etc.
(2) buena estabilidad térmica
La temperatura de deshidroxilación es una medida de la resistencia al calor de la montmorillonita, lo que refleja la calidad de su estabilidad térmica. La temperatura de deshidroxilación de montmorillonita es generalmente de 550 grados -750 grados. A esta temperatura, se eliminan los grupos hidroxilo estructurales pero la estructura de la capa no se destruye, lo que muestra una buena estabilidad térmica.
(3) buena estabilidad biológica
La montmorillonita no se ve afectada por bacterias, microorganismos, etc. Su suspensión no es fácil de moldear y deteriorarse cuando se coloca en condiciones cálidas y húmedas, especialmente en un entorno húmedo o a una temperatura alta de 30-40 grados en verano. No será degradado enzimáticamente, maloliente o tendrá una viscosidad reducida como espesantes orgánicos como la celulosa y la goma de xantán. Tiene excelentes propiedades anticorrosiones y antiadgradación.
Método de purificación:
Existen muchos métodos para purificar la bentonita, que se pueden dividir en método seco y método húmedo de acuerdo con el proceso de purificación.
Método seco:
El método seco es mezclar completamente el mineral de bentonita que ha sido molido a cierta finura con el aire en un estado fluidizado. Bajo la acción de la fuerza centrífuga del clasificador y la fuerza de succión del ventilador, la mayoría de las partículas y partículas gruesas con una gran gravedad específica se separan de los minerales de grano fino.
Método húmedo:
Durante la purificación húmeda, el medio de agua proporciona suficiente espacio y potencia para la expansión e hidratación de la capa intermedia de Montmorillonita. A través de la agitación y la adición de dispersantes, el tamaño de partícula coloide de Montmorillonita será más pequeño, lo que facilita la separación de los minerales de impurezas que no pueden alcanzar el tamaño de la partícula coloidal.
De acuerdo con el principio de separación, se puede dividir en el método físico y la purificación del método químico.
1) Método de purificación física:
Los métodos de purificación física incluyen selección de aire, lavado de gravedad, centrifugación, clasificación de ciclones, método de fosfato, método de oscilación ultrasónica, método de electroforesis, método de floculación, etc. Según los requisitos de grado de bentonita y pureza del producto, generalmente se usan varios métodos en combinación. De acuerdo con los requisitos de grado y de aplicación de la bentonita, la bentonita de alto grado (el contenido de montmorillonita es de aproximadamente el 80%) puede purificarse mediante selección de aire; La bentonita de bajo grado se puede purificar por método húmedo; La bentonita que contiene impurezas de partículas gruesas, como feldespato y calcita, se puede purificar mediante lavado por gravedad; Las impurezas con un tamaño de partícula similar a la montmorillonita o envueltas en montmorillonita deben eliminarse mediante métodos químicos, y la bentonita utilizada en aplicaciones médicas y alimentarias generalmente no puede purificarse por métodos químicos.
2) Método de purificación química:
El método de purificación química se puede dividir en el método químico de purificación centrífuga y el método de purificación centrífuga de sodio. El primero agrega un dispersante, generalmente fosfato, sobre la base del método de purificación centrífuga. Los iones de fosfato se adsorben en la cara final de la montmorillonita, que reduce el número de láminas efectivas que forman la estructura coloidal, aumenta la carga negativa, fortalece la repulsión entre las sábanas, reduce la viscosidad del sistema, expone los minerales de impurezas finas y facilita el asentamiento en el agua bajo la acción de la gravedad y luego el propósito de la separación de la separación de los fina de la impureza del montón Centrifugación. En comparación con el método de purificación centrífuga, mejora el estado de inclusión y encapsulación del montmorillonita y los minerales de impurezas, pero no mejora la suspensión y la dispersión de la montmorillonita basada en calcio. Por lo tanto, la pureza de la montmorillonita obtenida es mayor, pero el rendimiento es más bajo. Este último agrega un proceso de pretratamiento de materia prima sobre la base de la primera, modifica la bentonita basada en el calcio en bentonita a base de sodio y luego realiza la purificación centrífuga, lo que mejora la dispersión y la suspensión de la montmorillonita, aumenta la montmorilonita de partículas finas en el Slurry, y aumenta el rendimiento mientras mejora la pureza.
Método de síntesis de alta purezaK-catalizador: Disuelva bentonita en Aqua Regia, luego agregue hidróxido de sodio (NA0H) para preparar una solución sintética y luego sintetizar cristales de montmorillonita manteniendo la solución sellada a una temperatura por encima de 90 grados C y inferior a 100 grados C. C.
El nombre del producto proviene de Montmorillon en Francia, el lugar donde se descubrió por primera vez. La subfamilia de Montmorillonita pertenece a uno de los minerales con esmectitas (la otra subfamilia es saponita saponita), que es un mineral de arcilla importante, generalmente masivo o terroso. La fórmula molecular es (Na, Ca) 0.33 (Al, Mg) 2 [SI4O10] (OH) 2 · NH2O. Es un mineral arcilloso con una estructura laminar de tres capas compuesta de octaedro de óxido de aluminio en el tetraedro de óxido de silicio y de silicio en la parte superior e inferior. Contiene agua y algunos cationes de intercambio entre las capas estructurales de cristal, tienen una alta capacidad de intercambio de iones y alta capacidad de expansión de absorción de agua. El cristal de Montmorillonite pertenece al mineral de silicato monoclínico con estructura de acuíferos.
Las partículas son pequeñas, aproximadamente 0.2 ~ 1 μ m, con características de dispersión coloidal, y generalmente se producen como un agregado masivo o terroso. Bajo el microscopio electrónico, la montmorillonita puede verse como cristales de escamas, que son de color gris blanco, azul claro o rojo claro. Cuando la temperatura alcanza los 100 ~ 200 grados, la montmorillonita perderá el agua gradualmente. La montmorillonita después de la deshidratación también puede reabsorbe las moléculas de agua u otras moléculas polares. Cuando absorben agua, también pueden expandir y superar el volumen original varias veces. La montmorillonita tiene una variedad de usos, y sus características se utilizan en reacciones químicas para producir adsorción y purificación. También se puede utilizar como relleno para la fabricación de papel, caucho y cosméticos, como materia prima para el catalizador de aceite y agrietamiento de aceite, así como un lodo para la perforación geológica, una aglutinante para la metalurgia y la medicina (principalmente para el polvo de K-catalizador).
EX (H2O) 4 {(AL2-X, MGX) 2 [(Si, Al) 4O10] (OH) 2} también se llama caolinita microcristalina. En la fórmula anterior, E es el catión intercambiable entre las capas, principalmente que incluye Na+y Ca 2+, seguido de K+y Li +. X es el número de cargas de capas de la fórmula química unitaria cuando E se usa como una catación ungivalente, generalmente entre 0.2 y 0.6. Según los tipos de cationes entre capas de capas, se pueden dividir en montmorillonita de sodio, montmorillonita de calcio y otras variedades de componentes. En la fórmula química cristalina, H2O (agua de cristal o agua entre capas, etc.) generalmente se escribe al final de la fórmula, pero en el producto, H2O está escrito en la parte delantera, lo que indica que los cationes H2O y intercambiables se llenan en el dominio entre capas juntos. E y H2O forman un estado de hidratación por enlace de hidrógeno débil. Si E es un ion univalente, el potencial iónico es pequeño, formando una capa continua de moléculas de agua; Si E es un catión divalente, se forman dos capas de moléculas de agua continua. Esto muestra que las moléculas de agua que ingresan a la capa intermedia no están directamente relacionadas con la cuadrícula de capa (capa única). El contenido del agua está relacionado con la humedad y la temperatura del medio ambiente, que puede ser de hasta cuatro capas.
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