С резким увеличением количества домашних кошек в последние годы растет и спрос на наполнители для кошачьих туалетов, новый экологически чистый продукт. На рынке представлено множество видов наполнителей для кошачьих туалетов, каждый из которых имеет разный состав.

Основным ингредиентом силикагелевого наполнителя для кошачьих туалетов является аморфный SiO2. Частицы силикагеля обладают хорошей прочностью, но плохой адсорбционной способностью и легко проникают. Более того, частицы силикагеля выделяют больше тепла после поглощения воды, повышая температуру среды обитания домашней кошки, тем самым способствуя росту бактерий. Сосновые наполнители для кошек легкие и обеспечивают высокий уровень комфорта для домашних животных, но, как правило, не подходят для удаления аммиака и стоят дороже. Обычный бентонитовый наполнитель для кошачьих туалетов с бентонитом на основе кальция в качестве основного ингредиента дешев и впитывает влагу, но имеет плохой эффект слеживания, удаления аммиака и склонен к образованию пыли, что влияет на комфорт жизни домашних животных.

Это исследование представляет собой улучшение традиционного бентонитового наполнителя для кошачьих туалетов. Добавление пористого материала цеолита увеличило эффект поглощения аммиака кошачьим наполнителем. Седацию бентонита можно использовать как в качестве адсорбента, так и в качестве связующего для повышения прочности частиц кошачьего туалета при одновременном снижении пылеобразования. Новый наполнитель для кошачьих туалетов с бентонитом в качестве основного ингредиента имеет низкую стоимость приготовления, отличный эффект и широкую рыночную перспективу.

Тестовая часть

Сырье

Материалами, использованными в эксперименте, являются бентонит на основе кальция и цеолит косой волос, очищенный циклонной группой. Очищенный бентонит сушили, измельчали, а затем анализировали на химический состав и эксплуатационные показатели. Химический состав сырья подробно представлен в таблице 1, а эксплуатационные показатели бентонита описаны в таблице 2.

Согласно анализу Таблицы 1 и Таблицы 2, можно узнать, что тест, используемый в бентоните, с массовым соотношением SiO2 и Al2O3, равным 3,96, является более значимым, чем теоретическое отношение кремнезем-алюминий, равное 2,36, что указывает на то, что образец содержит небольшое количество примесей. Общее содержание Na2O и K2O составляет 0,51%, что намного меньше, чем 3,26% CaO, что указывает на то, что исследуемый образец является типичным бентонит на основе кальция. В табл. 2 содержание монтмориллонита составляет 88,14%. В образцах цеолита помимо фракций SiO2 и Al2O3 присутствуют и другие оксиды металлов. Цеолит – пористый минерал, состоящий из кремнекислородных тетраэдров и алюминиево-кислородных тетраэдров, образующих основной скелет. Поскольку электронная валентность одного атома кислорода в алюминиево-кислородных тетраэдрах не нейтрализуется, алюминиево-кислородные тетраэдры несут одноединичный отрицательный заряд, и, чтобы оставаться электрически нейтральным, цеолит будет адсорбировать катионы других металлов (Mn+), чтобы противодействовать его отрицательный заряд.

После длительного периода геологического воздействия многие катионы металлов адсорбируются и происходит ионный обмен. В результате цеолит содержит высокий уровень ионов других металлов, которые при физическом фазовом анализе представлены в виде оксидов. Массовое отношение SiO2 к Al2O3 в используемом сыром цеолите составляет около 4,27, что составляет от 4 до 8 и относится к цеолиту со средней кремнеземом.

Экспериментальные реагенты и экспериментальная аппаратура и оборудование

Предоставляемые химические вещества включают карбонат натрия (Na2CO3), хлорид аммония (NH4Cl) и соляную кислоту (HCl), все из которых обрабатываются с аналитической чистотой. Также имеется экспериментальное оборудование, в том числе электронные весы, электрошвейная термостатическая печь, рентгеновский дифрактометр, пульверизатор для подготовки проб, роликовый экструдер и магнитная мешалка постоянной температуры.

Метод испытания

Некоторое количество бентонита на основе кальция, содержащего примеси, было очищено от песка, очищено при 105 °С, а затем измельчено для приготовления образцов. Полусухую натриевую модификацию проводили с использованием Na2CO3 в качестве ультразвукового агента в различных дозировках и валковой экструзии. Образцы, размолотые на цеолите, просеивали и сортировали для удаления зерен размером -100 мкм для испытаний на световое обжиг. Модифицированные образцы были смешаны с активированным светом порошком цеолита в различных соотношениях с регулировкой влажности и экструзией для получения короткого столбчатого наполнителя для кошачьего туалета.

Результаты и обсуждение

Из рис. 1 видно, что с увеличением массовой доли ионов натрия в растворе карбоната натрия содержание ионов кальция в бентонитовых минералах снижается. Напротив, ионы натрия демонстрируют явную тенденцию к увеличению. Это связано с тем, что зарядовое равновесие нарушается при замене ионов железа ионами кремния в тетраэдрической структуре монтмориллонита или при замене ионов алюминия ионами магния и т. д. в октаэдрической структуре монтмориллонита. монтмориллонит. Ионы кальция, адсорбированные в прослойках, могут лишь восстановить зарядовое равновесие. Ионы кальция имеют низкую энергию связи между слоями и легко заменяются ионами натрия или другими ионами. Поэтому при сильном изменении массовой доли карбоната натрия скорость замещения ионов кальция происходит быстрее, причем изменение заметно при массовой доле карбоната натрия менее 11,01ТР3Т. Поскольку массовая доля карбоната натрия продолжает расти, скорость замещения имеет тенденцию замедляться; разница замещения между ионами кальция и натрия сначала увеличивается, а затем достигает равновесия. При массовой доле карбоната натрия 17,01ТП3Т разность замещения ионов кальция достигает максимального значения 3,11ТП3Т, седативный эффект хороший.

Как видно из рисунка 2, расстояние между кристаллическими слоями d001 бентонитовой сырой руды составляет 1,53430 нм, что эквивалентно сумме толщин структурного слоя монтмориллонита (0,96 нм) и второй адсорбированной молекул воды, что больше более 1,4 нм, что указывает на то, что образец представляет собой типичный бентонит на основе кальция. После седации расстояние между кристаллическими слоями d001 становится равным 1,26178 нм, что связано с тем, что в процессе седации ионы натрия попадают в промежуточный слой монтмориллонита, замещая ионы кальция с большим ионным радиусом, что приводит к уменьшению расстояния между слоями кристаллов d001. кристаллических слоев и снижение характеристической ценности. Максимальный нижний угол расстояния между кристаллическими слоями d001 становится более широким, а уменьшение пика становится более плавным, что указывает на то, что эффект бентонита на основе кальция после седации заметен.

Наблюдая за рис. 3, можно узнать, что наилучший эффект активации достигается при 450°С. Это связано с тем, что соответствующая температура активации может удалять молекулы воды и остаточные примеси из молекулярной структуры цеолита и образовывать множество полостей, тем самым повышая его адсорбционную способность. После активации цеолит плавится в твердом состоянии и вызывает небольшое фазовое изменение; при увеличении площади контакта между частицами связь становится прочнее, а молекулярная прочность увеличивается, что благоприятно для процесса адсорбции. Однако вместо этого снижается адсорбция аммиака цеолита, активированного при 500°С. Это связано с тем, что при слишком высокой температуре молекулярная структура цеолита будет разрушена, кристаллическая решетка разрушится, крошечные поры закроются, поры заблокируются, а общая площадь твердых частиц уменьшится. что влияет на адсорбционную способность.

Согласно данным, представленным на рисунке 4, когда соотношение дозировок бентонита натрия и слегка обожженного цеолита составляет 94:6, скорости адсорбции аммиака, адсорбции воды и адсорбции воды имеют наилучший комбинированный эффект. По сравнению с зарубежными и отечественными качественными наполнителями для кошачьих туалетов показатели этой доли выборки значительно лучше.

По сравнению с почвой на основе кальция, бентонит на основе натрия значительно увеличивает время водопоглощения и расширения и может лучше диспергироваться в воде. Полусухой натриевый бентонит обладает улучшенной термической стабильностью и адгезией. Замена тетраэдрического Si4+ в структуре монтмориллонита на Al3+, Fe3+ или A13+, Fe3+ в октаэдре нарушает электровалентный баланс. Таким образом, для балансировки электровалентности он опирается на катионы металлов, адсорбированные в промежуточных слоях. При приготовлении наполнителя для кошек бентонитовая глина впитывает воду и набухает при добавлении воды, образуя гелевую структуру. Неопределенное количество хлопьев бентонита отклоняется от исходной кристаллической структуры из-за сил сдвига и сжатия. Базальная поверхность ламелей заряжена отрицательно, тогда как связи Si-O и Al-O SiO2 и Al2O3 разорваны на сечениях по краям, а ламели на сечениях заряжены положительно.

Во время сжатия пластинчатые частицы бентонита электростатически адсорбируются тремя способами с наименьшей энергией, включая «лицом к лицу», «краем к лицу» и «краем к краю». За счет электростатического взаимодействия бентонит образовал трехмерную гелевую структуру, напоминающую карточную комнату. Активированные цеолиты равномерно диспергированы в этой структуре бентонитового геля, которая является стабильной и прочной.

Бентонит натрия не только играет роль поглощения воды и аммиака в гранулах для кошачьего туалета, но также действует как связующее вещество, инкапсулируя активированные частицы цеолита, тем самым повышая прочность и адсорбционный эффект частиц кошачьего туалета. Когда соотношение бентонита и цеолита составляет 94:6, новый композитный наполнитель для кошачьих туалетов обладает высокой водопоглощающей способностью и хорошо поглощает аммиак, поэтому он имеет хорошую рыночную перспективу.