蒙脫石土壤

蒙脫石是2∶1型層狀粘土礦物,單位晶胞由兩片頂角朝里的Si-O四面體中夾一片Al-O或Mg-O八面體形成一結構層。蒙脫石礦物是土壤中比表面積大、分布很廣的一種粘土礦物,也是土壤中主要的活性組份之一。由於有機蒙脫石具有憎水親油的性質,因此對水中的有機污染物具有良好的吸附性能，在治理環境污染方面所發揮的特殊功效正是利用了蒙脫石的這一性能。

性質

蒙脫石顆粒

蒙脫石礦物是土壤中比表面積大、分布很廣的一種粘土礦物,也是土壤中主要的活性組份之一。蒙脫石是2∶1型層狀粘土礦物,單位晶胞由兩片頂角朝里的Si-O四面體中夾一片Al-O或Mg-O八面體形成一結構層。蒙脫石結構層與層沒有共用的氧或羥基,因而層與層之間的結合力很弱。由於組成蒙脫石的八面體片中發生類質同象置換使蒙脫石結構層具負電荷(每單位晶胞0.2～0.6負電荷),因此層間必然出現相應數量的陽離子和水分子。蒙脫石的層間域就是指蒙脫石結構層與層之間的幾何空間,蒙脫石的層間域具有層間交換、層間吸附、層間催化、層間聚合、層間柱撐等特性。蒙脫石由於其顆粒細小(一般<2μm)比表面積大和特殊的結構域等,使之具有吸附性、離子交換性、膨脹性等特殊性質。對蒙脫石的改性就是基於蒙脫石的這些性質,而蒙脫石在治理環境污染方面所發揮的特殊功效正是利用了蒙脫石的上述性能。

污染物的吸附

由於有機蒙脫石具有憎水親油的性質,因此對水中的有機污染物具有良好的吸附性能。有機蒙脫石對非離子型有機污染物的吸附作用主要取決於有機陽離子的大小和粘土的陽離子交換容量。特別是有機陽離子的大小不同,其吸附有機污染物的機制就不同。用長鏈季銨鹽陽離子製成的有機蒙脫石中的烷基有機相具有疏水性質,水分子一般很難存在於這類有機蒙脫石層間域,而非離子型有機化合物卻極易被烷基有機相所吸附,使這類有機蒙脫石成為極好的吸附劑。把這類有機粘土礦物吸附劑套用於含有多種有機污染物的水處理過程中不會產生競爭效應而降低吸附效率。脂肪簇化合物吸附到有機蒙脫石上可以提高有機蒙脫石對有機相的吸附能力,從而提高有機蒙脫石對其它有機物的吸附;芳香族化合物吸附到有機蒙脫石上可以增加粘土層間距和提高粘土中有機相的吸附能力,從而提高粘土對其它有機物的吸附[3]。總之,多種有機污染物的存在可產生協同效應,進一步增大有機蒙脫石的吸附容量,從而使其去除有機污染物的能力優於活性炭。用短鏈季銨鹽陽離子製成的有機蒙脫石對水中有機污染物的吸附發生在矽氧表面上,可以較好地用蘭米爾(Langmuir)等溫線來描述。因此這類有機蒙脫石對有機物的吸附能力受矽氧表面積的大小控制。而矽氧表面積又由粘土礦物層電荷密度和有機陽離子的大小所決定。蒙脫石層電荷密度越小,有機陽離子體積越小,則矽氧表面積就越大,對有機物的吸附能力就越強。競爭性吸附可以降低這類有機蒙脫石的吸附能力。由於位阻效應的存在,TMA—蒙脫石對苯的吸附不受甲苯的影響,而對甲苯的吸附能力由於苯的存在而大大降低,類似於活性炭,這一性質限制了這類有機蒙脫石的套用。但這類有機蒙脫石的一大優點是可以有效地去除低濃度的環境污染物。

相關詞條

面積、活性組份、羥基、水分子、陽離子