膨润土改性过程中用到的表面活性剂类型与发展前景

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第 3卷第 4 7期 20年 8 07月

日用化学 工业C ia r ca t tme t& hn S f tn Dee n u a

V l3 N . l 3 u .7 o. o 7

A g2 7 :0 g. u. 0

表面活性剂在膨润土改性中的应用与发展前景潘慧，何广平，吴宏海 (华南师范大学化学与环境学院，广东广州 5 0 ) 10 06摘要：根据表面活性剂的种类，将表面活性剂改性膨润土分为单阳离子有机膨润土、双阳离子有机膨润土、阴离子有机膨润土、阴一阳离子有机膨润土和非离子有机膨润土等5类；并对近几年来所研究的表面活性剂对膨润土改性的各种实验方法以及对改性膨润土所采用的表征手段、各类改性后膨润土的特征与吸附规律及应用进行了评述；同时展望了其未来可能的发展方向。关键词：表面活性剂；膨润土；改性中图分类号： Q2 T43文献标识码： A文章编号： 01 1 3 70-一 5 1一 8 ( 0) 0 6 0 0 0 2 4 4 0 2

A p ct n sr c ns m d i t n bnoi pla o o uf t ti oic i o et t i i f a a n fao f n ePN, Ga一i, Hn一a A HiH u g pg W o h u E n n U g i(c ooCei ad ine, tCi NraUiry Gap o 1 0, n) Sh l h s Evomn Su h a ml ei, n h 50 6 Ci o f m t n nr t oh n o y r n s v t u u 0 haA s at Sr c n m d i bt is b c sie i acr ne h sr c n ue f t m di tn a f e bt c: f t t ie e n e cn l si n od c wt t u at t d h oic i, i r u a a o f d o t a e f d c a a i h f a s o e fao e r s v

ce rs rn一 eo tn e ci i a oc n ii da一 aoia cii一aoc Vru tt ag i ooao bnne l ao c n n, o c u ci c ao c nn . i s toe f g ti a y n, i o n, l tn n tn m t i n d ii ao e s m t d f t s d omdy g t i w h f t t c r titn n ot m di bn ne, wla e os h t y oii bn ne s aa s h aezi ma f

oi d t is a e h o e f fn e o t i u cn, crao e s h r u t r a e f eo t s s e t f te ad o tn h i ov i s i d ois r i e. fu fe sf t d ep et h e u s aspo mc nm ao m di bt t wr ee d Te r o c t h e l mno e r n d ri e a s f u o f ene e vw a r e e h u e a o e o t r r v ft s t i w s c bd h m e a a dsr e . i a r l e i

K y rs src n; t i; d ctn e w d: f t t bn ne m i ao o uaa s e o t o f i i

近年来， 改性膨润土在废水处理和环境修复中的应用已经成为环境科学研究的一大热点。膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的层状硅铝酸盐，是由两个 S一 i 0四面体中间夹一层 A一八面体而形成的层状 l0结构。由于离子类质同晶置换，硅氧四面体中的 S十 i 4

常 I替或被A+代，者铝氧体中 1常被扩 3八面的4+ 3+替代，这样就会导致晶体层间出现过剩负电荷，并可通过吸附外界阳离子来平衡，这些吸附的阳离子称为可变电荷。在一定条件下，外界物质可以与层间的可变电荷发生离子交换，这是改性膨润土制备常见的反应机理。

对膨润土的改性有多种方法，总体分为无机阳离 子改性、有机物改性和有机无机混合式改性 3种。在

有机物改性中，改性剂又以表面活性剂、高分子聚合物和絮凝剂改性为主，尤其是表面活性剂。表面活性剂作为膨润土的改性剂，不但处理成本低，制备操作简单，而且改性效果明显，是具有潜力的发展方向。表面活性剂的嵌人，增大了膨润土的层间距和比表面积，也增强了膨润土的疏水性，改性后的膨润土具有亲油憎水的性质，增强了对水中有机物、金属离子等的吸附，同时还具有脱色作用。目 前，人们已开始对表面活性剂改性膨润土做进一步的修饰，以更好地提高其各种性能，因此表面活性剂对膨润土改性这一步显得格外重要。作者对近几年来所研究的表面活性剂对膨润土改性的各种实验方法以及对改性膨润土所采用的表征手段、改性后膨润

收稿日期：20 - 1 2 07 0一1;修回日期：20 - - 07 3 0 2 3基金项目：国家自然科学基金资助项目 ( 3 02; 4 7 4)广东省自 03然科学基金资助项目

( 1 4 05 ) 30作者简介：潘慧 ( 8一， (,广东人， 1 0 )女汉) 9在读硕士研究生，电话：( 0 33 1 0 0 ) 1 4 2 9 26

通讯联系何广平，教授，话： 3 5 1 5 E mi h@ ctd. o人：副电 1 2 3 3, a; s .u n 408 - l e p u g re c.2 6 4

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冷论综与斌

日用化学工业

第 3卷 7

层排列方式是斜交式，理想的排列方式是正交直立式，既节省成本，层间距又达到最大值。因此，如何改进表面活性剂在层间的排列方式，也是今后研究表

[ SI J G LN Spo n iioac ain ts- 11 T A AA A ot o oc n c t n to 6 M H, . i f o n r i o m as n rn n g n i咖 a d l ici b o ei wt J Ev S e - oac o t t fm e[ . in Tc n a rn a e m s ar n m c h d g u t n n r] inl 19 ,扮：65 62 o, 5 9 8一 9.

面活性剂改性膨润土的一个方面「] 30 3陈畅曙 3用改性膨润土对水中葱进行吸附与 1等[ 4解吸实验，发现吸附容易，解吸很难。可见用于净化处理后膨润土的再生问题，也是今后研究改性膨润土的重点。参考文献：【1 1曹明礼，于阳辉，袁继祖.膨润土的钠化改型研究【l i.矿冶工程， 01 1: 4 2. 2 () 2一 6 20, 2[l 2吴平霄.私土矿物材料与环境修复【 l M .北京：化学工业出版社，20: 1 . 04 2 7

[〕 1胡智荣，叶 7振球，包立新.高粘度改性膨润土的配方研究【l J非金属矿，19, (: 2 4 . 94 12 ) 4一 5 0 6

[〕 1苏玉红， 8朱利中.苯蒸气在有机膨润土上的吸附性能及机理研究 D .中国 l环境科学， 01 2 () 2一 5. 20, 3: 2 1 5 5 2[〕 1朱利中， 9李益民，陈曙光，等. v一土吸附水中有机物 O a膨润的性能及应用【环境化学，1 7 1 () 2一 3. J. l 9, 3: 2 9 6 3 7 3[1 2曾清如. 0周细红，杨仁斌，等. n:膨润土对水溶液中4[ A t一种农药的吸附特性[ . 7农药学学报， 00 1 (: 8. l 2, 3 8一4 0 2 0 )【朱利中，川陈宝梁，李铭霞，双阳离子有机膨

润土吸附水中有等.机物的特征及机理研究【l环境科学学报，1 9 1 () 7. 9, 6: 9 95 7一6 3. 9 0

[] 2朱利中，陈宝梁，沈韩艳， 2等.双阳离子有机膨润土吸附处理水

[] 3王琼，吴翠玲.改性蒙脱石复合材料在污水处理中的研究与应用

[. 1环境科学与 l技术， 04 2 () 8一 9 2, 1: 7 8. 0 7[〕 4王红梅，郑振晖.新v吸附剂在染料废水处理中的应用〔l浙 J.江化工， 0, 7:1一 0 05 3 () 8 2. 2 6?[黄双路. 5〕短链季按盐表面活性剂对改性膨润土结构的影响「l J.

中有机物的 性能【 .环境科学， 99 1 () 3一 2. J中国 l 1, 4: 3 9 9 2 9 5[〕 2沈学优， 3卢瑛莹，朱利中，等.有机物在水/双阳离子有机膨润土界面的吸附贡献率研究【l浙江大学学报： i.理学版， 03 3 20, 0() 6一 4 7. 1: 9[] 2苏玉红，朱利中.苯酚、 4苯在水/阴离子有机膨润土界面的环境

福建K 科大学学报， 0, () 6一 8 2 5 3 1: 6. 0 9 5[翁祖华，黄双路， 6〕郑玉婴，等.季按9表面活性剂烷烃链数目对

行为研究[上海环境科学， 01 2 () 1一 1 i. 1 2, 1: 2. 0 0 9[〕 2陈海群， 5李英勇，朱俊武，等.十二烷基磺酸钠改性蒙脱土的制备与表征【无机化学学报， 04 2 () 21 2 . 7. l 2, 3:一 5 0 0 5 5[] 2朱利中， 6王晴，陈宝梁.一阳离子有机膨润土吸附水中苯胺、阴苯酚的 i.性能【环境科学， 0, () 4一6 1 20 2 4: 4. 0 1 2[1 2朱利中，陈宝梁， 7葛渊数，等.对硝基苯酚在阴一阳离子有机膨润土水间的 界面行为研究【 ./ 1环境化学， 0, () 4 - l 2 0 1 5: 0 9 1 94 5. 2

改性蒙脱石结构的 影响【 .日！ l用化学工业， 01 3 () 8 2, 5: 0 1 -9.

[1 7彭同江， E U N孙红娟，等四川三台钙蒙脱石的矿物学 Bi . ZE,与有机化处理研究【矿物学报， 04 2 ()一 4 J l 2, 1: 5. 0 4 4 8【」 8苏玉红，朱利中，陈苏晓.有机膨润土多次吸附模拟废

水中苯酚的性能及机理「 . J环境科学， 01 2 () 5一 9 l 20, 5: 5 5. 2[〕 9武保华，王一中，余鼎声.有机蒙脱石的制备与表征〔l石油 i.化工，1, 3: 5 9 2 () 1一1 . 9 9 8 5 3 6

[1 2程里， 8袁相理，石瑞英.膨润土对含表面活性剂废水处理的研究

[〕 1蔡进功. 0泥质沉积物和泥岩中有机猫土复合体【 l北京： M.科学出 0:,版社， 0 5 240【郑玉婴，川张汉辉，蔡伟龙，有机膨润土制备及性能表征【l等. J.光谱学与光谱分析， 05 2 () 6一 2, 1:“. 0 5 2[] 1张永华，王淑萍，乔世德，等. 2有机膨润土的制备研究【l J.非

l. i净水技术， 97 6 () 6 8 l 1, 2: . 9 0一[] 2张晓昆，张维清， 9邹惠仙.非离子表面活性剂改性土壤的制备及其对水中有机污染物的吸附研究【 . i农业环境科学学报， 04 1 20,2 ()喇如3 刃一 . 3: 2

[1 3朱利中， 0杨坤，董舒.阳一非离子混合表面活性剂对沉积物吸附硝基苯的影响【 . i环境科学， 04 2 () 1一6. 1 2, 3: 1 0 5 6 7 4[1葛渊数， 31朱利中.阳一非离子有机膨润土对水中硝基苯的吸附作用【 . 环境科学， 04 2 () 2 1 . i中国 l 2, 2:一9 0 4 1 9 5[ 1 3 R宪俊， 2宋美宁，邱俊.有机蒙脱石结构形成的动态模m[l I.有色矿冶， 0 2: 9 9. 20, 8一 1 5 1[〕 3徐传云， 3余敏，方旋.蒙脱石一十八烷基三甲基胺络合物的合成与特性研究【矿产综合利用， 97: 2. i. l 1 () 2一 5 9 4 0[] 3陈畅曙， 4刘娜，傅云娜，改性膨润土对水中等.蕙的吸附和解吸[l J.化工环保，20, () 13 27 06 2 4:一 6 . 6 6

金属矿， 9 1 4: 1. 9, () 1一7 16 1 2 5[〕 1王晓蓉， 3吴顺年，李万山，等.有机粘土矿物对污染环境修复的

研究进展[环境化学， 97 1 () 1 1. J. l 1, 1: 4 9 6, -[ SE Y N H E. atn‘oa b ti un n ii‘ 11 N一 W I P pao 4 H L J r ris rn eot sg oc e g

o nne o n i n ftt[ Ceohe 2, 99 95 . ms e, 1 4:一 9. aas h p r 0 4 8 cn J] 0[ L E, O KM J ea Ie co te ctn, 11 S C WJ I K t n r t b we aoi 5 E Y H,, l t i e n i c . a n

fttnmn o mm r ql m i[ .o a omrot u enwubu cdi l Jml aas t i cn a d l n o in o t J u d n i no no C li ad e a S e e 2 5 2:一63 Itf i c, 0, 4 67 7 . f o n n r c c n o d e 0 8 6

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第23卷 第11期 日用化学品工业

China Surfactant Detergent &Cosmetics 2010 年12月(增刊)

Vol.23 No.11

Dec 2010

脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE及其磺酸盐FMES的应用

脂肪酸甲酯的乙氧基化物(FMEE)，即在脂肪酸甲酯上面接上不同EO数目的环氧乙烷，因为脂肪酸甲酯具有与油脂和蜡质相类似的分子结构，根据相似相溶的机理，脂肪酸甲酯的乙氧基化物在各种表面活性剂中是最优秀的除油或除蜡的物质.与目前常用的脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂相比，脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)的乳化力虽不及前者，但强大的分散净洗力则具有极佳的油蜡清洗能力。

目前常用的脂肪醇聚氧乙烯醚类类产品具有较好的乳化能力，普遍存在的问题是防沾污能力较差，在清洗过程中，污垢容易反沾污或沉降在被清洗物体的表面，导致清洗效力降低、清洗时间延长。FMEE则很好的弥补了脂肪醇聚氧乙烯醚这一缺陷，并在以下几个领域已经得到了充分利用:

1,金属脱脂与除蜡剂

FMEE与脂肪醇醚产品，如NP系列、AEO系列等拼混使用，保留脂肪醇醚乳化力同时获得良好的分散净洗力，从而提升了清洗能力，特别是针对于小浴比的工作液和低温条件下的清洗，清洗效果得到大大提升。 2，造纸脱墨剂

纸浆脱墨剂主要作用是破坏油墨对纸纤维的黏附力，使油墨从纤维上剥离分散于水中。FMEE作为脱墨剂使用，不

仅具有高乳化力，同时具有优良的分散作用，可以将油墨

与纸浆彻底分离。常用的脱墨剂原料包括AEO系列和OP

系列乳化剂，往往具有很好的乳化力，但不具备分散作用。 3，针织和化纤织物的除油精练剂

纺织品上的油蜡等杂质并不像钢铁、地板等表面的油蜡那么多和那么难以清除，往往织物表面的油蜡等杂质较少，比较容易乳化（有的化纤油剂甚至用清水便可洗掉），因此织物前处理用的表面活性剂则不需要太强的乳化性能，而是更需要分散性能。FMEE优异的分散净洗性能特别适用于纺织工业的织物前处理，可防止油污反沾污到织物表面，从而获得很高的毛效和毛效的均匀性。 4，棉纤维的脱蜡剂

很多棉纤维本身存在很多疏水性的棉蜡，前处理不彻底会导致织物在润湿过程中出现蜡丝、蜡星，对后续染色影响颇大。对于棉蜡去除，二甲苯类溶剂是常用的除蜡剂，二甲苯在高温时挥发，散发对人体极为有害的苯类有害物质，会对操作工人，尤其是男性工人导致严重的身体损伤，FMEE是替代二甲苯和甲苯除蜡的环保和高效的除蜡原料。5，洗衣粉

洗衣粉常用的表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、烯基磺酸钠、AEO-9等表面活性剂，对于重垢污物，包括油剂、汗迹、血迹等顽固的污迹清洗则不够理想，添加FMEE后的洗衣粉对于顽固的污垢清洗更加容易。

FMES的性质与应用性能

FMES是为了解决非离子的FMEE耐碱偏低，将其磺酸化后产品，容易与之混淆的是MES，MES是脂肪酸甲酯磺酸盐，以天然脂肪酸直接磺化后产品；而FMES生产工艺更为复

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杂，是脂肪酸先乙氧基化，再经磺酸化后的产品。两者另一个区别还是，MES是以12-14碳的天然棕榈酸等为原料，而FMES则以18碳的石油衍生物硬脂酸为原料。MES与FMES无论是结构还是应用性能，相差甚大。

FMES继承了FMEE高效除油和除蜡的特点以外，磺酸化后又具有很高的耐碱性能，FMES耐100℃热碱可达50g/L,耐40℃热碱达到150g/L。FMES的钙皂分散能力为310ppm，LAS的钙皂分散力仅为98ppm，AES的钙皂分散力为203ppm，因此FMES也具有优秀的分散性能，适用于小浴比的清洗工作液，将污垢均匀分散于清洗液中防止反沾污。

FMES的应用领域： 1， 工业清洗粉

目前工业清洗粉都是将液体的表面活性剂与颗粒的偏硅酸钠和纯碱拼混而成的，偏硅酸钠具有强碱性，在放置过程中也容易受潮，导致偏硅酸钠表面吸水形成很强的碱性溶液，从而使覆盖偏硅的液体表面活性剂成分失效。为了解决此问题，表面活性剂往往拼混磷酸酯类物质提高耐碱性，但是磷酸酯类净洗功能普遍较差，从而影响了成品的净洗功能。FMES具有优异的净洗和耐碱性能，可以直接用于与偏硅酸钠的拼混。 2， 液体洗洁精和洗涤液

FMES具有良好的耐碱性能，可以将成品做成偏强碱性，从而提高净洗的效率，同时FMES良好的分散净洗功能，特别适用于非循环水和非流动小浴比工作液的清洗。 3， 纺织工业机织物汽蒸精练

梭织物在织造过程中需要涂上一层浆料以利于纺纱和织

造，在坯布染色之前有需要将其彻底除掉，否则会对后续染色产生疵点。目前退浆的工艺已经发展到了很多种，最简单和高效的方法仍然是传统的强碱高温汽蒸工艺，用于 该工艺的表面活性剂需要较强的耐热碱、分散净洗、棉蜡去除等要求，FMES非常适合该工艺的要求，经FMES处理的织物，毛效高且均匀，退浆彻底，棉蜡去除干净。

FMEE与FMES的生产现状：

国内对FMEE和FMES的催化工艺和合成工艺都做了不懈的努力，如中国日用化学工业研究院研究人员采用自制催化剂对FMEE进行了合成及性能的研究，并于2002年开始尝试商品化生产，遗憾的是没能实现产业化。复旦大学精细化学品实验室等做了很多用不同原料油甲酯制得的FMES，并等量替代AES的实际应用的研究。虽然FMEE和FMES一直是国内的研究重点，但是关键的催化工艺始终没有突破，得到的产品纯度较差，至今没有商品和产业化。

笔者曾经拿到过华东理工大学某实验室的产品，无论是纯度、外观还是净洗力与国外喜赫石油公司、埃克森石油公司的产品差距非常大。当然也有人认为，造成这种现状，是中国整个化工体系跟国外相比处于落后状态，从石油的炼制到最终形成精细产品，中间有很多环节，每个环节都差一点点，所有的环节的差距积累起来，便造成了这种现状。

（秋风 编辑）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/q1vj.html