硅藻土的改性方法介紹

硅藻土是一種硅質礦物。主要化學成分為非晶體sio2，sio2含量一般在80%以上。含有少量雜質，主要包括al2o3、fe2o3、cao、mgo、k2o、na2o、p2o5和**質。硅藻土的外觀呈白色、灰白色、淺灰色、淺黃色和深灰色。硅藻土是由單細胞水生植物硅藻的遺骸沉積而形成，硅藻的*特性能在于能吸收水中的游離硅形成骨骼，硅藻死亡后沉積，在一定的地質條件下形成硅藻土礦床。硅藻土具有一些*特的性能，例如：多孔性、較低的密度、較大的比表面積、相對的不可壓縮性及化學穩定性。
圖1 不同品質的硅藻土
硅藻土主要分布在中國、美國、丹麥、法國、羅馬尼亞等國。我國硅藻土儲量3.2億噸，遠景儲量20多億噸，主要集中在華東及東北地區。我國硅藻土的孔體積一般為0.45~0.98cm3/g。由于硅藻土具有大量的、有序排列的微孔，從而使硅藻土具有很大的比表面積，我國硅藻原土的比表面積為19~65m3/g。硅藻土的這種特殊的空隙結構使得其具有很強的吸附性，而且化學穩定性高，除溶于氫氟酸外，不溶于任何強酸，易溶于堿。硅藻土還具有容重小、熔點高、隔熱、吸聲等特點。
硅藻土的表面特性1.硅藻土的表面基團與吸附性能
硅藻土表面含有大量不同種類的羥基，羥基越多，則硅藻土的吸附性能越好。而硅藻土經過一些處理之后羥基會發生轉化，從而改變硅藻土的吸附性能。這些羥基具有一定的活性，所以也可以通過與其它物質發生反應或成鍵來改變硅藻土的吸附性能。
2.硅藻土的表面電荷
硅藻土顆粒表現出一定的負電性，在大多數ph值范圍內硅藻土表面都帶負電，但在酸性條件下，硅藻土表面的羥基被質子化，所以帶正電。在硅藻土表面接枝官能團可以使硅藻土的等電位點發生移動。
3.硅藻土的表面結構與吸附特性
國產硅藻土的比表面積為19~65m3/g，孔半徑為50nm~800nm，孔體積為0.45~0.98cm3/g，酸洗或焙燒等預處理，可提高其比表面積，增大孔體積。硅藻土的吸附特性與它的物理結構和化學結構密切相關，通常比表面積越大吸附量越大；孔徑越大，吸附質在孔徑的擴散速率越大，則越有利于達到吸附平衡。但在一定的孔體積下，孔徑一定時，孔容越大，吸附量就越大。
硅藻土的改性方法硅藻土原礦一般含有較多的雜質，而且還存在較為明顯的理化構造缺陷，這些都較大地限制了硅藻土的吸附能力。因此，需要對硅藻土進行改性以提高其吸附能力。下面介紹一些目前國內外研究人員常用的改性方法。
1.常規改性
（1）擦洗法
擦洗法是在不破壞硅藻殼的前提下對硅藻土進行研磨，將原料顆粒打細，從而剝離硅藻殼上的黏土等礦物質，提高sio2的含量，改善硅藻土顆粒表面性質，進而提高其吸附能力。
（2）焙燒法
高溫煅燒可以有效提高硅藻土中sio2的含量，增大孔徑，增加表面酸強度。研究表明，在焙燒溫度**450℃時，提高焙燒溫度，有利于增加硅藻土的比表面積，450℃時比表面積達到較大值，之后再升高焙燒溫度，比表面積開始不斷下降。當溫度**過900℃時，焙燒會破壞硅藻骨架結構。
（3）微波法
將硅藻土進行適當的微波處理，可以有效去除硅藻土中部分雜質和水分，增加硅藻土的孔隙，從而增大其表面積，提高吸附效果。研究表明，隨著微波照射時間的延長，硅藻土的吸附量增加，但照射時間達到15min后，其吸附量隨著時間的延長不斷下降。
（4）酸改性
酸改性主要是通過強酸的蝕刻作用去除硅藻土顆粒表面的雜質，提高其純度，增大其孔容與比表面積，明顯改善了硅藻土的孔隙結構，提高了其表面吸附性能。
2.無機改性
硅藻土的無機改性主要是通過加入無機大分子改性劑，使其均勻分散于硅藻土孔道間，形成柱層狀合締結構，疏通或拓展硅藻土孔道，并在締合顆粒之間形成較大的空間，以容納更多的吸附質，較終達到提高硅藻土吸附能力的目的。
3.**改性
硅藻土**改性主要是指在硅藻土表面接枝**功能性大分子，對其表面實施改性處理，以達到提高硅藻土吸附能力的目的。常用的改性劑有化十六烷基**銨、聚乙烯。
在實際應用中為了讓硅藻土達到較佳使用狀態，往往使用不止一種改性方法，應將各類改性方法**結合起來，形成改性工藝，能較有效地提高硅藻土的一些性能，充分利用硅藻土資源。
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