[发明专利]一种定量表征海泡石气体吸附容量的分析方法

说明书

本发明提供了一种定量表征海泡石气体吸附容量的分析方法，通入空气经硫酸干燥瓶、缓冲器、干燥塔后，进入装有乙酸乙酯的蒸汽发生瓶，将带有乙酸乙酯的混合空气流经控制压差的流量计、蛇形管后进入装有海泡石试样的测定管，通气2h后取下测定管，称取吸附后的测定管总重，吸附前后测定管的质量差即为海泡石试样的吸附量，其实验条件为海泡石质量：（20±0.5）g；吸附温度：（10±5）℃；乙酸乙酯蒸气浓度：（1.0±0.5）mg/L。本发明原理可靠，操作简便、安全，能同时检测多个样品，能够直接表征海泡石的吸附性能的优劣，为海泡石用于空气净化吸附材料提供合理的实验数据。

技术领域

本发明涉及一种定量表征海泡石气体吸附容量的分析方法。

背景技术

海泡石是一种具层链状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物，其理论化学式为Mg₈(OH₂)₄[Si₆O₁₅]₂(OH)₄·8H₂O，其中SiO₂含量一般在54～60％，MgO含量在20％以下，并有少量可置换阳离子。在其结构单元中，硅氧四面体与镁氧八面体相互交替，具有层状和链状的过渡特征。这种特殊的结构使得海泡石比表面积大，孔隙率高，具有良好的吸附性、流变性和催化性，使其在广阔的应用领域里十分有用。海泡石之所以具有强烈的吸附能力，是因为海泡石具有大的比表面积和孔容积，有贯穿整个结构的沸石通道和孔隙，而且海泡石表面存在着三类活性中心：

(1)硅氧四面体层中的氧原子：由于Al³⁺代替Si⁴⁺等使其提供弱的负电荷，从而对吸附物产生作用力。由于这类矿物的四面体片中仅存在少量的类质同象代替，氧原子提供弱的电荷，因而它们与吸附物之间的相互作用是微弱的；

(2)在边缘部位与镁离子配位的水分子，它们可以与吸附物形成氢键；

(3)在四面体的外表面，Si-0-Si键断裂而产生的Si-0H离子团，通过一个质子或一个羟基分子来补偿剩余的电荷，这些离子团沿纤维轴以5A的间距分布，其数量取决于纤维的大小和晶体的缺穴。这些Si-OH离子团可与被吸附在海泡石外表面上的分子相互作用，还可以与某些有机试剂形成共价键。

这些活性中心使海泡石具备很好的吸附能力，它能保持自身重量一倍的水，海泡石还能吸附非极性有机化合物，极性化合物包括微极性物质。利用海泡石优良的吸附性能开发的空气净化产品的大量出现，单靠传统的比表面积的大小来间接表征吸附性能的优劣难以适应要求，因此，迫切需要开发和应用一种相对简单、直接、准确的定量表征海泡石气体吸附容量的分析方法。

发明内容

本发明目的是提供一种定量表征海泡石气体吸附容量的分析方法。

为达到上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种定量表征海泡石气体吸附容量的分析方法，该方法使用的仪器主要由空气压缩机、硫酸干燥瓶、缓冲器、干燥塔、蒸汽发生瓶、流量计、蛇形管、测定管分别通过乳胶管相互连接构成，依次包括以下步骤：

(1)将实验所需海泡石试样干燥备用；

(2)先称量测定管空管重量，然后称取20±0.5g海泡石试样装入测定管中，通过振荡器振实，再称取装有海泡石试样的测定管的重量；

(3)利用凡士林将测定管管口密封，称取此时装有海泡石试样的测定管的总重量；

(4)将测定管与仪器连通，垂直放入恒温水浴中，吸附温度为10±0.5℃；

(5)将作为吸附质的乙酸乙酯装入蒸汽发生瓶，关闭瓶上活塞然后与仪器连通并放入冰水浴，乙酸乙酯蒸气发生瓶温度为20±5℃；