[发明专利]一种复配表面活性剂改性蒙脱土的方法以及制备的改性蒙脱土

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性蒙脱土的方法，具体涉及一种复配表面活性剂改性蒙脱土的方法以及制备的改性蒙脱土。

背景技术

蒙脱土是一种土状矿物，其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成，属2:1型层状硅酸盐。这种特殊的晶体结构赋予蒙脱土独特的性质，如表面极性大、阳离子交换能力强、层间表面含水等，广泛用于废水处理，环境修复，抗菌材料，催化等。但是，蒙脱土层间有大量无机离子而表现出亲水疏油性，不利于其在聚合物基体中的分散，因此要对蒙脱土进行有机改性。进行有机改性的目的旨在改变蒙脱土表面的高极性，使蒙脱土层间由亲水性转变为亲油性，降低其表面能，同时使蒙脱土的层间距增大(天然钠基蒙脱土的层间距仅1.2nm左右)，具有更好的稳定性、分散性及吸附性能，使得高分子链或单体进入层间，从而制备出纳米复合材料。

使用表面活性剂对蒙脱土改性是一种常见的有机改性方式，常用的表面活性剂有阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂。目前有机蒙脱土主要是以十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基氯化铵等传统的单链表面活性剂作为改性剂，在60～80℃下反应近10h才可得到。其反应时间长，重复性差，且改性剂需求量大，改性后的蒙脱土层间距小等不利因素限制了有机蒙脱土的工业生产与应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，提供一种采用复配表面活性剂改性蒙脱土的方法以及由此制备的改性蒙脱土。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种复配表面活性剂改性蒙脱土的方法，其特征在于，具体步骤如下：将钠基蒙脱土分散于去离子水中，配成质量浓度为0.2～1.0％的蒙脱土悬浮液，在室温下充分搅拌均匀，然后加入双子表面活性剂，升温至60～90℃搅拌均匀，接着加入十二烷基硫酸钠(SDS)，继续在70～80℃下充分搅拌均匀，然后将悬浮液过滤、洗涤、干燥，然后研磨，密封得到复配表面活性剂改性蒙脱土，

所述双子表面活性剂分子结构式如下：

按上述方案，所述钠基蒙脱土的阳离子交换容量为80～120meq/100g。

按上述方案，双子表面活性剂在蒙脱土悬浮液中的浓度为0.001～0.01mol/L。

按上述方案，所述60～90℃搅拌时间为2～3h。

按上述方案，所述十二烷基硫酸钠与双子表面活性剂的摩尔比为0.1～1:1。

优选的是，SDS与双子表面活性剂的摩尔比为0.5：1。

按上述方案，所述70～80℃搅拌时间为3～5h。

按上述方案，所述洗涤、干燥条件为依次用去离子水和无水乙醇洗涤2～4次，并于70～80℃干燥12～24h。

本发明还提供了根据上述方法制备的改性蒙脱土，其层间距为1.92～3.75nm。

本发明的原理在于：双子表面活性剂的阳离子先与蒙脱土层间的阳离子进行交换，然后加入SDS，通过层间阳离子的静电吸引和疏水烷基在水中的凝聚力，使SDS进入蒙脱土层间，从而使层间距进一步加大。

本发明的有益效果在于：本发明以钠基蒙脱土为原料，以自主合成的双子表面活性剂和SDS复配体系为插层剂，表现出很好的插层效果，进一步加大了蒙脱土的层间距。由此，本发明将有机物引入层间制得有机蒙脱土，使其表面疏水化，具有较好的膨胀性能，同时改善了无机物蒙脱土的界面极性和化学微环境，形成了可以接纳较大有机分子和基团的大孔径的复合材料，拓宽了蒙脱土的使用范围。

本发明制备工艺简单，易于操作，成本低廉，重复性好，便于工业生产及推广应用。

附图说明

图1为本发明对比例1-2以及实施例1-4所制备的改性蒙脱土的XRD谱图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明实施例及对比例所用钠基蒙脱土的阳离子交换容量为80～120meq/100g，所用双子表面活性剂分子结构式如下：

对比例1