用微电泳法研究改性硅藻土的表面性质_杨宇翔

使二氧化硅带负电荷。因此解离出的H+减少,显碱性。(3)经十六烷基铵改性后的吉林助熔土表面Y在pH>2.5时均>7.5,pH<2.5时,Y随pH减小而增加,这是由于RN+(CH3)3(R为n～C16H33)上的正电荷部分被硅藻土表面SiO-基团中和,并吸附于硅藻土表面[3],从而使粒子始终带有正电荷。(4)经三甲基氯硅烷改性后的吉林助熔土,其表面Y电位在不同pH时均为零,原因在于(CH3)3SiCl与SiOH发生反应:≡SiOH+(CH3)3SiCl≡SiOSi(CH3)3图1助熔硅藻土Y-pH曲线Fig.1Y-pHcurveofrefluxcalcinateddiatomite1.Jilingdiatomite;2.ZhejiangdiatomiteIEP:1:2.41,2:2.02图2有机物改性硅藻土Y-pH曲线Fig.2Y-pHcurveoforganicmodifieddiatomite1.polyglycol2.octadecylamine3.dodecylaminehydrochlorideIEP:1.2.30,2.9.46,3.positivecharged粒子表面均被有机官能团(CH3)3Si—所覆盖,故显中性。2.3金属离子改性金属离子吸附于硅藻土表面,发生下列反应:SisOH+(H2O)xMy+=SisOM(y-1)+(H2O)x-1+H2O+H+My+=Ca2+、Al3+、Zr4+……,可见金属离子使粒子的表面性质发生改变。吉林助熔土表面经Ca2+处理后,Y-pH图与未改性的Y-pH图类似(见图1和图3),等电点仍为2.41。经光电子能谱测试,没有检测到Ca2+,证明Ca2+没有吸附于吉林助熔土表面,这可能是助熔土对Ca2+的吸附与pH值有关,而本实验中pH为6.6,此时吸附量为零的缘故。吉林助熔土与CaO一起焙烧,表面Y值pH发生变化,等电点为1.92(见图3),经光电子能谱测试,表面含钙1.69%(见表1)。经CaO改性后的吉林助熔土,在350.60和346.80eV处有两个峰,分别对应于钙的2P1/2和2P3/2特征峰,这证明硅藻土表面吸附了钙,同时置换出H+[3],·49·第1期用微电泳法研究改性硅藻土的表面性质图3Ca2+改性硅藻与Y-pH曲线Fig.3Y-pHcurveofCa2+modifieddiatomite1.Ca2+2.CaOIEP:1.2.41,2.1.92≡SiOH+Ca2+=≡SiOCa++H+因此等电点减小,表面酸强度增强。吉林助熔土经Al溶胶处理后,表面Y随pH变化,等电点为7.50(见图4),经光电子能谱测试,表面铝含量为26.01%,未改性土Al含量仅为6.43%(见表1)。如图5所示,未改性土在73.70eV处有一弱峰,为Al2P1/2特征峰,而改性土在此处有一强峰。可见Al胶吸附于粒子表面。Al胶中Al3+以Al13O4(OH)24(H2O)7+12形式存在,它与粒子表面≡SiOH作用,使表面电荷以正转为负[4],因此等电点值提高了。吉林助熔土经Zr4+改性后,表面Y随pH发生改变,等电点为7.41(见图4),经光电子能谱测试,表面含Zr20.02%(见表1)。Zr4+改性土在185.00和182.60eV处有两个峰,分别对应于Zr3d3/2和3d5/2的特征峰,这说明粒子表面上含有Zr4+,但Zr4+易水解,以多核Zr(Ⅳ)离子与粒子表面≡SiOH作用,从而使表面电荷从正转为负[4],等电点值提高。表1光电子能谱测定结果Table1AnalyticalResultsofXPSsamplebindingenergyorbitalbindingenergy*EB(eV)raw.area(CPS)norm.areaatomic%stoicrefluxcalcinatedJilingdiatomiteAl2pSi2p73.8102.51893839273996.4393.571.0014.54colloidalaluminamodifieddiatomiteAl2pSi2p73.70102.31039426615644426.0173.991.002.84CaOmodifieddiatomiteCa2pSi2p346.80,350.6102.50436481895011.6998.311.0058.16colloidalZr4+modifieddiatomiteZr3dSi2p182.60,185.00102.807876418010943520.0279.981.004.00*TookC1s=284.6eVasreferenceofelectricityeffectrectification.Note:raw.area:scanningarea;norm.area:no