Al-δ層狀二硅酸鈉晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及α、β相層狀二硅酸鈉鈣鎂脫除機理的研究.pdf

1、層狀二硅酸鈉由于具有優(yōu)良的陽離子脫除能力、良好的緩沖性能、與洗滌劑其它成分配伍性好、環(huán)境相容性等優(yōu)點，被認為是一類具有廣泛使用前景的新型無磷洗滌劑助洗劑。Al-δ層狀二硅酸鈉是δ層狀二硅酸鈉的同晶取代衍生物。Al-δ層狀硅酸鈉在熱水中晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，有良好的鈣、鎂離子脫除能力、緩沖能力、去污能力，能夠滿足洗衣粉前配料工藝需要，解決了層狀二硅酸鈉應(yīng)用研究中的重要技術(shù)難題。為了進一步詳盡地掌握Al-δ層狀二硅酸鈉在使用中晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為工

2、業(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)，本文重點考察了洗衣粉中主要組分表面活性劑、無機物對其穩(wěn)定性的影響。同時，在四種不同水溶液(蒸餾水、自來水、鈣離子溶液、鎂離子溶液)中，通過考察α、β相層狀二硅酸鈉相的轉(zhuǎn)變及固體保留率的變化，研究了它們的陽離子脫除機理。 參照洗衣粉的基本組成配方，本文考察了表面活性劑(LAS、 AOS、K12和AEO-9)對Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。采用XRD、FT-IR、TG分析和

3、Ca<'2+>脫除容量對Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>及其與表面活性劑水浸后的樣品進行了表征。實驗結(jié)果表明：Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>與LAS相互作用后，Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>仍然可以保持δ相；LAS對Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>晶體結(jié)構(gòu)有保護作用。與K12(或AEO-9，AOS)相互作用后，物相轉(zhuǎn)變成δ和kanemite的混合相。與K12相互作用后，盡管物相轉(zhuǎn)變?yōu)榛?/p>

4、合相，但其對Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>晶體結(jié)構(gòu)有一定的保護作用。AEO-9對Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>晶體結(jié)構(gòu)沒有明顯的保護作用。AOS對Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>晶體結(jié)構(gòu)有破壞作用。參照洗衣粉的基本組成配方，考察了無機物(無水Na<,2>SO<,4>、NaCl、無水Na<,2>CO<,3>、水玻璃)對Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。采用XRD、FT

5、-IR、TG分析和Ca<'2+>脫除容量對Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>及其與無機物水浸后的樣品進行了表征。實驗結(jié)果顯示：Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>與無機物混合水浸后，物相均由δ相轉(zhuǎn)變成了δ和kanemite的混合相。Na<,2>SO<,4>、NaCl、Na<,2>CO<,3>對Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>晶體結(jié)構(gòu)都有一定的保護作用，而且NaCl對晶體結(jié)構(gòu)的保護作用要比Na<,2>SO<,

6、4>更好。水玻璃在m<,H2O>/m<,solid><1時，對Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>晶體結(jié)構(gòu)有保護作用。當m<,H2O>/m<,solid>>1時，對Al-δ-Na<,2>Si<,2>O<,5>晶體結(jié)構(gòu)有破壞作用。 本文通過考察α、β相層狀二硅酸鈉在四種不同水溶液(蒸餾水、自來水、鈣離子溶液、鎂離子溶液)中相的轉(zhuǎn)變及固體保留率的變化，采用XRD、FT-IR、SEM現(xiàn)代儀器分析手段研究了它們的陽離子脫除過程。

7、實驗數(shù)據(jù)表明：在自來水中，β相層狀二硅酸鈉部分轉(zhuǎn)化為有陽離子交換能力的層狀硅酸鈉kanemite，表現(xiàn)為離子交換特性；同時還有部分β相層狀二硅酸鈉會溶解進入水中，游離的硅酸根和氫氧根離子與鈣離子和鎂離子形成沉淀。證明β相層狀二硅酸鈉的陽離子脫除過程是具有離子交換和沉淀的雙重特征。 α相層狀二硅酸鈉在自來水中部分轉(zhuǎn)化為未知相，其特性與其他層狀材料的特性相似。同時部分α相層狀二硅酸鈉會溶解進入水中，游離的硅酸根和氫氧根離子與鈣離子和