《坡缕石及其微纳米材料的改性与工程应用》何林[等]著 国防工业出版社 2012/7/1

内容简介：

    《坡缕石及其微纳米材料的改性与工程应用》著作者是在相关人员研究成果的基础上，通过大量的试验着重对贵州坡缕石及其微纳米材料的改性、制备以及在摩擦学领域的工程应用等方面进行了研究，对研究的过程、方法、关键技术及其最终成果做了详细的介绍。希望《坡缕石及其微纳米材料的改性与工程应用》能够起到抛砖引玉的作用，对该非金属纳米矿的进一步深入研究起到推动作用，激发出更多的纳米坡缕石矿在工程应用和相关研究方面的成果。 
    《坡缕石及其微纳米材料的改性与工程应用》共分7章，包括贵州坡缕石矿物的基本概况、特性和研究现状，矿物学及矿物性检测，坡缕石矿物的各种预备和改性处理，纳米材料的制备及其工程应用研究等内容，比较系统地介绍和论述了坡缕石纳米矿的矿物学性能和工程应用研究的方法及其成果。

目录：

    2.5.4 吸附性
    1.坡缕石吸附的类型及其特点
    由于坡缕石具有很大的比表面积，决定了其吸附性能十分突出，使之在催化、脱色、净化和纳米复合材料制备等方面有极强的作用效应，而被相应的领域所利用。坡缕石的吸附性质可以分为物理吸附和化学吸附两大类。
    物理吸附是分子之间的范德瓦尔斯力的作用将吸附质吸于吸附剂表面，其作用来源于高的表面能。由于坡缕石具有大的内外表面积，所以物理吸附性质十分明显，这种吸附发生在内外表面上。
    化学吸附是吸附剂与吸附质通过化学键力作用而产生的吸附。这种化学键力作用在坡缕石表面形成三类吸附中心“：①结构内部硅氧四面体，不等价类质同像替代，产生负电荷，必然有等量的异号离子吸附于表面，达到平衡；②在棒晶纤维边缘与M9一与配位的结晶水分子形成氢键，另一方面，由于该点带有正电荷，可以吸附阴离子基团物质；③在硅氧四面体外层表面上的硅氧基团Si-O-Si等出现破键并水解形成硅醇等基团R-OH，该基团可以接受外来离子并进行离子交换，也可以与外表面物理吸附分子进行结合，还可以与有机物形成共价键结合。实际上三种吸附中心的吸附过程不纯粹是化学吸附，它包含了物理吸附和离子交换吸附，例如第二种吸附中心含有氢键吸附就属于物理性质的。第一、第三种吸附中心含有电荷吸引离子和离子交换形成的吸附，实际上是离子交换吸附，只不过这种过程需要在溶液中进行，且离子键相对较弱而已。离子交换吸附占据整个吸附的比重很小。需要指出的是化学吸附的起初阶段必须经历物理吸附过程，而后转化为化学吸附，这种转化受温度影响较大，温度低有利于物理吸附，适当高的温度有利于形成化学吸附。坡缕石的化学吸附是其吸附作用的最主要的体现。
    坡缕石对物质的吸附具有选择性，对极性分子具有较强的吸附能力，对阴离子聚合物可以在具有中性电解质（盐类）的阳离子的桥接下对其吸附。坡缕石对极性分子物质的吸附能力随极性减弱而减弱，如对不同物质的吸附能力表现为水〉醇〉醛〉酮〉正烯〉中性脂〉芳烃〉环烷烃〉烷烃，非极性分子如O2不能被坡缕石吸附。总而言之，坡缕石吸附能力取决于比表面积，而吸附能力的选择性与矿物结构、孔道的形状尺寸有关。
    2.坡缕石对水的吸附作用
    坡缕石对不同物质的吸附能力和吸附机理是不相同的，例如除了对水外，对重金属、色素、高聚物等吸附机理和影响因素就各有差异，坡缕石对这些物质的吸附能力和吸附机理的分析在后面有关应用的章节中均有所提及。另外，经过改性或热处理的坡缕石的吸附能力会有较大的改变，该变化规律和影响机理等内容也将在后续的相应章节中加以介绍。此处仅对未处理坡缕石的水吸附机理作简单分析。
    坡缕石吸附水包括外表面的吸附水和内孔道的吸附水、沸石水。该吸附水在一定温度条件和一定干燥真空条件下可以作为脱附水排出，该过程是一个可逆的过程，说明水分子进入坡缕石孔道并被吸附是比较容易实现的。研究坡缕石对水的吸附作用：一方面可以获得脱水坡缕石的干燥性能；另一方面可以对某些改性剂溶液的改性作用机理做出解释。
    坡缕石的水吸附吸水率的测定常常利用吸附水和脱附水的可逆过程来进行。由于从干燥状态到吸附饱和状态的吸水量与吸水饱和状态被干燥脱出的水量相等，而测定脱水量比测定吸附过程的水量相对较容易，所以吸水试验研究常常采用脱水量测试来进行。
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