蒸汽辅助结晶法合成介孔水辉石：实现亚甲基蓝与铜离子的高效快速捕获

《Applied Clay Science》：Steam-assisted-crystallization synthesis of mesoporous hectorite: A universal adsorbent for rapid capture of methylene blue and copper ions

本研究发现通过蒸汽辅助结晶（SAC）技术，可利用天然黏土绿色合成介孔水辉石吸附剂。该材料对甲基蓝（MB，603.3 mg·g?1）和铜离子（Cu2+，68.72 mg·g?1）表现出卓越的吸附容量，且能在10分钟（MB）和5分钟（Cu2+）内达到吸附平衡，其高效性源于丰富的活性位点和介孔结构。此工作为天然黏土资源的高值化利用及高性能吸附剂的绿色、规模化生产提供了新策略。

　　

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材料

伊利石（采集自中国长白山）、蒙脱石（国药集团化学试剂有限公司）、高岭土（广东省，中国）、K₂CO₃（天津分支缪科技有限公司）、H₂SO₄（天津分支缪科技有限公司）、HCl（天津分支缪科技有限公司，中国）、Mg(OH)₂（天津分支缪科技有限公司）、LiOH·H₂O（天津分支缪科技有限公司）、NH₃·H₂O（天津分支缪科技有限公司）、CuSO₄（天津分支缪科技有限公司）...

天然黏土和硅渣的性质

天然黏土的晶体结构本质上是稳定的，且矿物学组成复杂，由于化学反应活性不足且无法满足特定的元素要求，因此不适合直接用于合成水辉石。最近的研究采用热活化和酸-碱处理来将天然硅酸盐解聚成反应性硅源作为原料。然而，原料的不完全纯化常常导致最终产品中残留金属离子，...

结论

本研究开发了一种新颖的绿色合成策略，利用天然黏土作为经济高效的硅源，通过蒸汽辅助结晶（SAC）技术合成介孔水辉石。经过酸-碱处理的黏土作为主要的二氧化硅来源。X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）分析揭示了SAC过程中的结构演变，表明当黏土衍生的二氧化硅与Mg(OH)₂和LiOH·H₂O反应时，水辉石在6小时内开始形成。24小时后形成结晶良好的水辉石，并伴有...的相共存。