高岭石--烷基胺插层复合物的制备与纳米卷的形成

以张家口高岭土、用二甲基亚砜、甲醇和不同烷基胺为原料,通过插层和置换反应,制备出了高岭石--不同烷基胺(一异丙胺、正丁胺、正己胺、十二胺)插层复合物,并对其结构和形貌进行了表征。结果表明:烷基胺以甲氧基嫁接的高岭石为前驱体进入高岭石层间,使高岭石层间距由0.71nm扩大至1.24～4.23nm。随烷基胺分子碳链的增长,相应的高岭石插层复合物层间距亦增大,结构稳定性增加。烷基胺的插层可使高岭石片层剥离卷曲形成直径为30～100nm、长度为250～2 000nm的纳米管。纳米管的形貌及产率与烷基胺分子结构有关:烷基胺分子碳链越长,纳米卷产率越大,形貌越完整、直径越均一。烷基胺插层进入高岭石层间,不仅极大地降低了高岭石晶层间氢键,而且为高岭石片层向管状卷曲提供了充分自由空间。     

无机粘土的烷基铵盐改性及NBRCNs的结构与性能研究

采用长链脂肪族季铵盐改性有机粘土的方法,研究了烷基铵盐改性剂的碳链长度及配比对无机粘土(MMT)改性效果的影响。结果表明,同一改性剂配比下,由不同碳链长度的烷基铵盐改性剂改性MMT制备的丁腈橡胶/粘土纳米复合材料(NBRCNs)的微观结构、力学性能和分散相态不同,碳链长度适中的十二烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性效果较好,碳链长度较长或较短都不利于MMT的改性。对于碳链长度较短的二十二烷基三甲基溴化铵(DTAB),当DTAB用量增加,粘土片层间距增大,力学性能提高。对于碳链长度较长的十八烷基三甲基溴化铵(STAB),STAB用量降低有助于扩大粘土片层间距和提高力学性能。     

表面有机化钛酸材料的制备及吸附染料性能

将K2CO3和TiO2通过高温固相反应制得K2Ti4O9,经酸化处理后得到H2Ti4O9,用正十二胺乙醇溶液与之反应,获得正十二胺柱撑的层状化合物,采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等方法对所得材料进行结构表征,并初步研究了有机胺支撑前后钛酸材料的吸附性能,实验结果表明:在钛酸钾材料的层间引入正十二胺有机基团后,层间距加大,吸附能力大大提高。     

桃醛还原胺化制备双(4-羟基十一烷基)胺

研究了钛酸正丁酯Ti(n-BuO)4为催化剂，硼氢化钠为还原剂，以氯化铵/三乙胺为胺源，桃醛经还原胺化反应制备含羟基长链二烷基胺——双(4-羟基十一烷基)胺的工艺。得到的最优反应条件为：n(桃醛)：n(氯化铵)：n(三乙胺)：n(钛酸正丁酯)：n(NaBH4)=1.0：1.45：1.45：1.45：2.0，反应温度20 ℃，反应时间24 h，收率57.7%；用FTIR、1HNMR、13CNMR和MS表征了产物的结构。该还原胺化工艺放大到百克级，收率为61.5%。     

微波胺基化四钛酸材料的合成研究

将m(TiO2):m(K2CO3)= 3:1采用KDC(kneading-drying-calcination)法合成K2Ti4O9,经微波酸化得H2Ti4O9,再经正十二胺微波胺基化改性,获得正十二胺柱撑的层状化合物,利用 XRD、IR和元素分析仪测定了材料的表征特性,并研究了微波辐照时间和功率对有机物进入层间量及层间距的影响.结果表明:采用微波胺基化改性钛酸钾材料,易于在层间引入正十二胺,层间距达2.803～3.923 nm;微波辐射3 h,约有48.5% H+离子与十二胺键合;层间距随微波辐照时间增长和功率增大而增大,且微波辐照时间的影响要大于微波辐照功率.     

对苯磺酰烷基胺偶氮吡啶酮系聚丙烯用黄色染料的合成及应用

本文以乙酰苯胺为起始原料,经氯磺化后分别和不同碳链的正烷基胺反应制得4种不同碳链长度的对乙酰氨基苯磺酰烷基胺,将其水解后制得了对氨基苯磺酰正丁胺、对氨基苯磺酰正辛胺、对氨基苯磺酰正十二胺和对氨基苯磺酰正十八胺。上述四种碳链长度的对氨基苯磺酰烷基胺重氮化后与吮啶酮衍生物偶合分别制得了对苯磺酰烷基胺偶氮吡啶酮系聚丙烯用黄色染料,最大吸收波长分别为430.2nm、430.6nm、430.51nm和430.4nm。在染色条件下,经过120分钟染色,4支染料在聚丙烯纤维上的上染率分别为52.1％、58.1％、60.5％和55％。     

季铵盐与烷基胺插层高岭石结构及其热动力学对比

采用X射线衍射、Fourier变换红外光谱及热分析等表征方法对高岭石/十二烷基三甲基氯化铵(Kaol-DTAC)及高岭石/十二胺(Kaol-DA)插层复合物的结构进行对比研究,并进一步研究了插层复合物的热动力学。结果表明:插层作用使高岭石在加热过程中脱羟基温度降低了10℃左右。由于插层分子DTAC与DA的结构差异,致使其在高岭石层间的排列方式存在差异。前者主要以呈90°夹角垂直于高岭石晶层面的方式单层排列,后者则以分子链与高岭石晶面呈39.9°夹角双层倾斜排列为主,且二者在高岭石层间排列方式的不同导致其结构稳定性存在差异。采用KAS法和Ozawa法对Kaol-DTAC和Kaol-DA插层复合物进行热力学分析并且分别计算其活化能。Kaol-DTAC的活化能为102.44 k J/mol,Kaol-DA的活化能为130.80 k J/mol,进一步说明DA比DTAC在高岭石层间更为稳定。     

对苯磺酰烷基胺偶氮吡啶酮系聚丙烯纤维用黄色染料的合成及应用

本文以乙酰苯胺为起始原料，经氯磺化后分别和不同碳链的正烷基胺反应制得4种不同碳链长度的对乙酰氨基苯磺酰烷基胺，将其水解后制得了对氨基苯磺酰正丁胺，对氨基苯磺酰正辛胺，对氨基苯磺酰正十二胺和对氨基苯磺酰正十八胺。上述四种碳链长度的对氨基苯磺酰烷基胺重氮化后与吡啶酮衍生物偶合，分别制是了对苯磺酰烷基胺偶氮吡啶系聚丙烯用黄色染料，最大吸收波长分别为430.2nm,430.6nm,430.5nm和430.4nm。在染色条件下，经过120分钟染色，4支染料在聚丙烯纤维上的上染率分别为52．1％，58．1％，60．5％和55％。     

尼龙1010/十八烷基胺插层蒙脱土纳米复合材料研究

通过熔融加工制备了尼龙1010(PA1010)/十八烷基胺插层蒙脱土(OMMT)纳米复合材料。研究了OMMT含量对PA1010/OMMT纳米复合材料力学性能的影响。当OMMT质量分数为2%时,该纳米复合材料的综合力学性能达到最优。用TG、DMTA、DSC等分析方法对材料的热稳定性、结晶性能等进行了分析表征。结果表明,OMMT的加入提高了纳米复合材料的结晶温度、玻璃化转变温度和储能模量,但纳米复合材料的热稳定性稍有降低。     

有机胺柱撑层状结构镧铌酸的制备与性能研究

用不同链长的有机胺柱撑镧铌酸,采用X射线衍射、热重、差热等分析方法对合成的各种产物进行表征.结果表明,随着插入的有机胺链增大,产物的层间距增大,热稳定性提高,且有利于铂的交换和插入.正壬胺的柱撑后镧铌酸的层间距可以达到2.91 nm.     

不同催化体系所得聚酯的等温结晶研究

用DSC法对三氧化二锑 (Sb2 O3)、氟钛酸钾 (K2 TiF6 )、钛酸四丁酯 (Ti(OC4 H9) 4)及乙二醇锑(S -2 4) 4种催化体系所得聚酯进行等温结晶研究 ,求得了结晶速率常数 (k)和Avrami指数 (n)。结果表明 ,锑系催化剂所得聚酯的结晶速度总体大于钛系催化剂所得聚酯 ,其中以Sb2 O3催化所得聚酯结晶速度最快 ,而Ti(OC4 H9) 4催化所得聚酯结晶速度最慢。DTA结果表明锑系催化剂所得聚酯冷结晶温度低于钛系催化剂所得聚酯 ,与结晶速度测试结果相一致。     

溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛的工艺研究

以钛酸丁酯为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛。通过对溶胶-凝胶法中各个主要影响因素的考察,得到制备纳米二氧化钛材料的优化工艺条件为:配制无水乙醇与水的混合液,并调节pH=2～3,缓慢加料;钛醇盐与水的摩尔比为2～4,乙醇与钛醇盐摩尔比为6～8,溶胶体系pH=2～3,水解成胶化温度为25℃～30℃。     

过氧钛、钛取代杂多酸盐氧化还原性质的研究

采用电化学方法研究钛和过氧钛三取代：α—K8H2[SiW9TiO40]·15H2O,β-K7H3[SiW9Ti3O40]·15H2O,α—K9H2[SiW9（TiO2）3O37]·12H2O,β—K8H2[SiW9（TiO2）3O37]·10H2O,K9[PW9Ti3O40]·5H2O和K9[PW9（TiO2）3O37]·10H2O的氧化还原性质。实验结果表明：过氧型杂多配合物的氧化性大于非过氧型的氧化性。对于Keggin结构的同一类型杂多配合物当中心离子不同时对其氧化性有影响。当中心离子为P时其氧化性强。对同一类型杂多酸盐,当为α和β两种异构体时,一般β型的氧化性大于α型。     

钛系催化剂对聚酯缩聚反应速度和热稳定性影响的研究

研究了K2TiF6、(C4H9O)4Ti、Sb2O33种催化剂的缩聚反应速度,并对3种催化剂合成的切片进行了热稳定性比较(Δ[η]、TG)。结果表明:钛系催化剂的催化活性明显高于常规Sb2O3,其中以(C4H9O)4Ti的催化活性最高;(C4H9O)4Ti的动力学曲线具有阶段性,其高催化活性体现在缩聚反应的中后期;对3种催化体系制得的PET切片进行热稳定性测试的结果表明:采用(C4H9O)4Ti作为催化剂配合稳定剂SI与Co2+可制得色相良好,热稳定性高的聚酯切片。     

钛酸钾晶须耐碱多孔陶瓷的制备及表征

The preparation and characterization of alkaline resistant porous ceramics from potassium titanate whiskers are studied. K2Ti4O9 whiskers in the whisker preforms （mixtures of K2Ti6O13 and K2Ti4O9） were completely converted to K2Ti6O13 at 960℃. The alkaline resistance as well as the change in bending strength, porosity and permeability of the ceramics was investigated by altering the composition of the preforms in which the content of K2Ti6O13 whiskers was higher than 50% （molar fraction）. The alkaline resistance of the porous K2Ti6O13 ceramics is found much higher than that of Al2O3 in caustic NaOH solutions, and further study indicates that the K2Ti6O13 ceramics can be stably used in solutions of pH〉2.0. The bending strength increases initially with the content of the raw K2Ti6O13 in the preforms up to 66% （molar fraction） and then decreases, contrary to the behaviors of porosity and permeability. The values of bending strength, porosity and permeability of the ceramics prepared from the preform of 80% （molar fraction） raw K2Ti6O13 whiskers are respectively 56MPa, 29.4% and 330L·m^-2〈h^-1 , which are comparable to those of the porous Al2O3 ceramics.     

不同方式引入BZB制备低温烧结的Ba2Ti9O20陶瓷

以BaCO3和TiO2粉末为原料,采用传统固相反应法制备Ba2Ti9O20陶瓷.以BiCl3、Zn(NO3)2 、H3BO3溶液为前驱液,通过液相法引入Bi2O3-ZnO-B2O3(BZB)助烧剂以降低Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度代替直接混合Ba2Ti9O20和BZB粉末.结果表明,液相法引入0.3 mol/L BZB溶液,1150 ℃烧结3 h所得Ba2Ti9O20陶瓷介电性能最佳(εr=37,Qf=23485 GHz),优越于固相混合法所得最佳介电性能(εr=34, Qf=16985 GHz).     

层状K_xH_(2-x)Ti_4O_9的制备及其光谱性质研究

以TiO2与K2CO3为原料,采用高温固相法合成K2Ti4O9,利用离子交换反应制备了H2Ti4O9。以粉末X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)表征了样品结构与形貌特征,以固体漫反射表征了酸化前后的光谱性质,结果表明,制备的样品晶型较好且具有明显的层状结构,酸化后样品的光谱响应红移,即能提高太阳光的利用率。     

钛酸钾晶须的微波合成

应用微波合成技术，以碳酸钾和水合氧化钛为前驱体，CuO和Fe3O4为加热介质，合成出系列钛酸钾(K2Ti2O5, K2Ti4O9和K2Ti6O13)晶须和高结晶度的六钛酸钾粉末. 考察了微波加热介质、反应时间和反应Ti/K比等因素对产物物相和形貌的影响，证明微波条件下晶须的生长符合液相熔体诱导模型.     

玻璃负载纳米TiO_2膜的研究

以钛酸丁酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2溶胶,采用浸渍-提拉法在玻璃基片上制备了纳米TiO2膜。通过正交实验,确定了溶胶-凝胶法制备玻璃负载纳米TiO2膜的最佳体积配比为:V(钛酸丁酯)∶V(无水乙醇)∶V(聚乙二醇-400)∶V(三乙醇胺)=5∶20∶5∶6。研究了纳米TiO2/玻璃薄膜的吸光度和透射比。用金相显微镜及扫描探针对TiO2薄膜结构及特征进行了分析。结果表明,得到的TiO2薄膜具有很好的吸收紫外线性能和较高的光透率。有良好的化学稳定性,与玻璃基体具有较强的结合性。     

纳米氧化钛多孔薄膜的溶胶-凝胶法制备及其结构特征

采用溶胶-凝胶技术，以钛酸丁酯[Ti(OC4H9)4]为前驱体，加入聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)作为模板剂，在玻璃基片上制备了纳米氧化钛多孔薄膜。通过SEM观察了多孔薄膜的表面形貌，通过IR及XRD的测试分析表征了材料的结构，探讨了样品在溶胶-凝胶及烧结过程中的物理化学变化，测定了氧化钛的晶相成分。实验结果表明：通过调整H2O／Ti(OC4H9)4摩尔比及PEG的添加量可得到孔径范围在50～500nm且孔径可调的多孔氧化钛纳米薄膜，此外成膜过程中的升温速率是决定薄膜孔结构优劣的一个重要因素。