[發明專利]納米蒙脫土表面大氣壓、常溫等離子體改性處理方法

無效

• 申請號: 200810204057.8
• 申請日: 2008-12-04
• 公開（公告）號: CN101428810A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發明（設計）人: 張迎晨;吳紅艷;邱夷平
• 申請（專利權）人: 東華大學;中原工學院
• 主分類號: C01B33/44
• 分類號: C01B33/44
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬納米蒙脫土材料的改性制備領域，特別是涉及納米蒙脫土表面大氣壓、常溫等離子體改性處理方法。

背景技術

由于納米材料具有尺寸效應、表面效應、量子效應、宏觀量子隧道效應等特性，從而在光學、力學、電學、磁學等方面表現出不同于一般宏觀材料的顯著特征，近年來得到迅速發展。

蒙脫土(Montmorillonite)是屬于蒙脫土族的礦物，蒙脫土族礦物共發現11個，他們是滑間皂土、貝得土、鋰皂土、蒙脫土、鈉脫土、皂土、鋅皂土、斯皂土、鋰蒙脫土、鉻蒙脫土和銅蒙脫土等，但從內部結構來講可分為蒙脫土亞族(二八面體)與皂土亞族(三八面體)。蒙脫土是典型的層狀硅酸鹽礦物之一，但是與其他層狀硅酸鹽礦物不同之點是層與層之間空隙特別大，這樣就可在層與層中含有不定數量的水分子及交換性陽離子。

蒙脫石是由二層共頂聯接的硅氧四面體片夾一層共棱聯接的鋁(鎂)氧(氫氧)八面體片，構成2:1型含結晶水的硅酸鹽礦物。其結構支柱的八面體中Al3+被Mg3+、Fe3+、Fe2+等的同晶置換，造成八面體畸變，進而迫使四面體片作出旋轉、伸長、歪扭等形式來予以調正，直至出現斷鍵，使多面體核心陽離子裸露，并在層間產生強弱不同的永久性負電荷。為了平衡電荷，蒙脫石就具有吸附陽離子到層間的特性，且只要所處介質中陽離子(不論有機陽離子或無機陽離子)濃度高于其層間的陽離子的濃度，層間域中的離子就會被交換出來。這也是蒙脫石負電吸附特性。

蒙脫石顆粒極細，有很大的殘缺表面和斷鍵，表面呈強極性，具有很高的表面能和化學活性，對于多種氣體、液體、有機分子有一定的吸附能力.因而膨潤土被廣泛地應用于造紙、鉆井泥漿、廢水處理等工業領域。由于蒙脫石礦物單元層結構中的四面體或八面體的離子置換，造成正電荷不足.而由層間陽離子來補償。層間陽離子的存在和水化性使蒙脫石具有很強的陽離子交換能力和吸水性.蒙脫石層間結合力弱，易剝離.層間剝離后，吸水性和吸附有機分子的能力明顯下降。這就要求膨潤土在加工時經適當表面處理，使其表面性能發生改變，吸水性和膨脹性降低，親有機物性能增強，從而拓寬其應用。但利用大氣壓、常溫等離子體對納米蒙脫土表面改性的技術未見專利報道。

發明內容

本發明的納米蒙脫土表面大氣壓、常溫等離子體改性處理方法，本方法為干法改性，在大氣壓和室溫、開放的環境下可一步直接獲得納米氧化鋅表面的改性。

本發明的納米蒙脫土表面大氣壓、常溫等離子體改性處理方法，包括：

將納米蒙脫土置于等離子體處理設備的專用傳輸裝置上，在大氣壓，開放環境下，直接將等離子體噴射到納米蒙脫土表面，使納米蒙脫土在等離子體氛圍中運動，處理功率為10W-5000W，時間為0.01s-6000s，產生納米蒙脫土表面改性。

所述的納米蒙脫土為市售的商品。

所述的等離子體選自氦氣、氬氣或功能性氣體中的一種或幾種，其中氦氣、氬氣摩爾比為50％-99.99％，功能性氣體為0.001～30％，同時流經等離子體形成區形成等離子體氛圍。

所述的氦氣或氬氣的純度為99.99％。