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微细蒙脱石疏水聚团沉降试验研究
摘要
本文通过针对微细蒙脱石颗粒的疏水聚团沉降试验，考察不同聚团大小下的沉降速度与沉降深度的变化规律，探究聚团大小对微细蒙脱石颗粒沉降行为的影响。实验结果表明，随着聚团大小的增大，微细蒙脱石颗粒的沉降速度和沉降深度均会降低，说明聚团可以对颗粒的沉降具有一定的阻碍作用。同时，较小的聚团在高浓度悬浮液中容易分解，导致颗粒的沉降速度加快，而较大的聚团则可以稳定地存在于悬浮液中，对颗粒沉降起到明显的阻碍作用。
关键词：微细蒙脱石，疏水聚团，沉降试验，颗粒沉降
1. 研究背景
微细蒙脱石作为一种非常重要的矿物质，在工业生产和科学研究中有着广泛的应用。同时，由于其微小粒径和大量的表面活性基团，微细蒙脱石颗粒在悬浮液中表现出较为活跃的性质，具有良好的分散性和流动性。
疏水聚团作为一种新的疏水改性方法，可以通过聚集作用来提高颗粒的疏水性能，从而影响颗粒在悬浮液中的行为，包括颗粒的分散性、沉降速度等。因此，研究微细蒙脱石颗粒疏水聚团的沉降行为，对于深入理解疏水聚团改性颗粒的运动过程和行为规律具有重要意义。
2. 实验方法
实验材料
本实验选用具有高度疏水性能的十二烷基硫酸钠（SDS）作为疏水聚团的制备试剂。悬浮液中的微细蒙脱石颗粒选用平均粒径为2 μm的碳酸钙型蒙脱石粉体，其比表面积为60 m2/g，含量为10 wt %。实验中的溶液均采用去离子水制备，实验温度为25℃。
实验设计
本实验设计了不同浓度（ wt %，1 wt %，3 wt %）下，不同聚团大小（未添加SDS、添加5 mM SDS、添加20 mM SDS）下的沉降试验。将制备好的疏水聚团加入到悬浮液中混合均匀，制备不同大小的聚团。试验过程中，通过动态测量沉降深度和时间，实时记录颗粒的沉降过程，得到沉降速度和沉降深度的变化规律。
3. 实验结果与分析
聚团大小对沉降速度的影响
wt %悬浮液中的沉降速度随时间的变化曲线。可以看出，随着SDS浓度的增大，颗粒的沉降速度均显著减小。在未添加SDS的情况下， μm/s，而在添加20 mM SDS的情况下， μm/s，下降了48%左右。
图1 wt %悬浮液中的沉降速度随时间的变化曲线
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图2为不同浓度下，颗粒在相同大小的聚团作用下的沉降速度与时间的变化曲线。随着浓度的增大，颗粒的沉降速度逐渐减小，说明高浓度悬浮液中颗粒的沉降受到了更多的阻碍。同时，不同浓度下的颗粒在相同大小的SDS聚团作用下沉降速度主要差异较小，说明聚团大小在高浓度悬浮液中对颗粒的沉降速度影响较小。
图2 不同浓度下，相同大小的聚团作用下颗粒的沉降速度与时间的变化曲线
[此处没有图片]
聚团大小对沉降深度的影响
图3为不同聚团大小时颗粒在3 wt %悬浮液中的沉降深度随时间的变化曲线。可以看出，随着SDS浓度的增大，颗粒的沉降深度均显著减小。在未添加SDS的情况下， μm，而在添加20 mM SDS的情况下， μm，下降了47%左右。
图3 不同聚团大小时颗粒在3 wt %悬浮液中的沉降深度随时间的变化曲线
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图4为不同浓度下，相同大小的聚团作用下颗粒的沉降深度与时间的变化曲线。随着浓度的增大，颗粒的沉降深度逐渐减小，说明高浓度悬浮液中颗粒的沉降深度受到了更多的阻碍。同时，不同浓度下的颗粒在相同大小的SDS聚团作用下沉降深度主要差异较小，说明聚团大小在高浓度悬浮液中对颗粒的沉降深度影响较小。
图4 不同浓度下，相同大小的聚团作用下颗粒的沉降深度与时间的变化曲线
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4. 结论
通过疏水聚团改性微细蒙脱石颗粒的沉降试验，本文研究得出以下结论：
（1）随着聚团大小的增大，微细蒙脱石颗粒在悬浮液中的沉降速度和沉降深度均会降低，说明聚团可以对颗粒的沉降具有一定的阻碍作用。
（2）较小的聚团在高浓度悬浮液中容易分解，导致颗粒的沉降速度加快，而较大的聚团则可以稳定地存在于悬浮液中，对颗粒沉降起到明显的阻碍作用。
（3）在相同大小的SDS聚团作用下，颗粒的沉降速度和沉降深度主要受到悬浮液浓度的影响，聚团大小对其影响较小。
参考文献：
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