一步水热改性凹凸棒石黏土及性能研究

作者：陈晓娟 桑仁慧 刘文琪 高和璇 刘海华 蒋金龙 陈梓    单位：1 淮阴工学院 化学工程学院，江苏省凹土资源利用重点实验室，江苏 淮安 223003；2 淮阴工学院 矿盐资源深度利用技术国家地方联合 工程研究中心，江苏 淮安 223003

关键词：凹凸棒石；酸化；有机改性；黏度

摘  要：以凹凸棒石（Pal）黏土为原料，采用一步酸化 - 有机改性制备改性 Pal，对其性能和黏度进行了研究。结果表明，采用酸化可去除可 溶性杂质及解离 Pal 晶体，增加 Pal 的比表面积和孔径，但对 Pal 黏度提高能力有限。十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）改性可在 Pal 表面引入有机 基团，其憎水性使 Pal 颗粒稳定，可提高改性 Pal 在水中的黏度。酸洗后引入 CTAB，CTAB 不影响 Pal 结构性能，且极大地提高了改性 Pal 在水溶 液中的黏度。当 HCl 浓度和 CTAB 的质量浓度分别为 1 mol/L 和 10 g/L 时，改性 Pal 的黏度可达到 1 280 mPa·s。这是因为改性剂阳离子吸附后虽 然会增加Pal表面正电荷，但也分散了Pal晶体，增加了Pal表面的暴露， CTAB碳链的憎水性使Pal颗粒稳定，进一步提高了Pal的zeta电位绝对值， Pal 颗粒间斥力增大，改性 Pal 在水中的黏度得到大幅提高。进一步增加改性剂浓度会提高 Pal 表面正电荷或者碳链数量，导致其负电荷及 zeta 电 位绝对值下降，黏度反而下降。