镁铝水滑石的合成与应用研究进展

镁铝水滑石是一类具有广阔应用前景的层柱状化合物,近年来,人们利用镁铝水滑石的结构特性,将其作为吸附剂或催化剂,广泛应用于环境污染控制领域中。重点介绍了镁铝水滑石的合成方法,主要包括共沉淀法、水热合成法、离子交换法和焙烧还原法,并论述了其在水污染治理、大气污染治理、塑料工艺、阻燃材料等方面的应用。     

水滑石的有机改性及吸附性能研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对镁铝水滑石(LDH)进行有机改性,通过XRD、SEM、Raman mapping等表征证明改性水滑石(C-LDH)具有良好的层间结构,改性剂CTMAB进入了水滑石内部.利用LDH和C-LDH分别对有机污染物(直接黑G)和重金属离子(Pb2+、Cr6+、Zn2+、Cu2+)的吸附能...     

钴铝\镁铝水滑石的热稳定性能及其氧化物的结构研究

采用溶液共沉淀法合成了CoAl-HT和MgAl-HT水滑石,在800℃下煅烧4h得到了钴铝和镁铝尖晶石氧化物粉体。利用XRD、FT-IR和TG对水滑石及其氧化物粉体的结构和热稳定性能进行了表征分析。从XRD和FT-IR分析结果可知,所得产品为层板水滑石物质,且结晶性良好,从CoAl-HT和MgAl-HT结果对比可知,镁铝组合更容易形成水滑石结构;由氧化物粉体的XRD分析结果可知,在800℃下两者都形成了尖晶石结构,且钴铝氧化粉体尖晶石无杂相,结晶性更好;TG曲线呈现了两个样品的水滑石热学性能,通过对比可知,MgAl-HT在216和372℃下分解而CoAl-HT在197和243℃下分解说明MgAl-HT比CoAl-HT具有更好的热稳定性能。     

二维层状磁性镁铝水滑石的制备与表征

采用共沉淀法将磁性基质与镁铝水滑石组装制备二维层状磁性镁铝水滑石,考察了在一定的pH值、沉淀生成温度及陈化时间下,不同n(Mg2 )/n(Al3 ),n(Fe2 )/n(Mg2 )比值及焙烧温度对合成磁性镁铝水滑石结构的影响,并借助HRTEM、XRD、VSM、TG-DSC、FT-IR等手段对其晶型结构、磁学性能及结晶度等进行表征,结果表明镁铝水滑石在赋予磁性后,并没有改变其典型的层状结构,证实了将磁性基质与层状材料组装合成的可行性.     

片状水滑石的水热合成及表征

以MgCl2.6H2O、γ-AlOOH和尿素为原料,在n(Mg2+)∶n(Al 3+)=2的条件下,采用水热法合成了Mg-Al水滑石粉体。考察了水热合成条件如反应温度、时间、反应物浓度对产物水滑石晶体结构、结晶度和形貌的影响,并采用XRD、SEM、TEM和TG技术对其进行了表征。结果表明,在优化条件下可获得结晶度高、板层结构显著、热稳定性好、分散性好、均一、规整的六边形片状水滑石晶体。当水热温度为150℃、水热时间为12h时合成水滑石的粒径为200～400nm,片厚度约为25nm。     

镁铝水滑石的制备与应用研究

镁铝水滑石因其阴离子的特殊性,具有诸多优点且应用广泛,引起了国内外诸多研究人员的关注。天然水滑石数量很少,而且大部分以尖晶石的形式出现,纯度极低,通过除去杂质得到纯度更高的天然水滑石成本非常高,因此通过人工合成获得高纯度的水滑石成为首选方法。目前我国合成水滑石(LDHs)的产量以15%左右的年增长率稳定增长,市场规模也维持15%以上高速增长。本文总结了近年来国内外镁铝水滑石的典型制备方法和应用,对比分析了各方法的优缺点以及最近几年镁铝水滑石在各领域的研究结果,最后对镁铝水滑石制备方法后续的研究与优化进行了展望。     

均匀共沉淀法制备荧光水滑石的结构及性能

采用均匀共沉淀法制备了荧光黄含量不同的一组荧光水滑石(MgAl-LDHs-C20H12O5),研究了其晶体结构、外观形貌、荧光性能、表面官能团及热稳定性。X射线衍射(XRD)图谱显示少量荧光黄的加入没有影响水滑石的结晶性能,荧光水滑石具有典型的水滑石特征峰;扫描电镜(SEM)图片显示采用均匀共沉淀法制备的荧光水滑石是片层状结构,荧光黄均匀地吸附在水滑石片层表面;荧光水滑石样品在470nm波长光激发下的荧光发射光谱(PL)显示荧光水滑石在500~600nm间出现了1个黄光发射峰,其荧光强度与其中荧光黄的含量有关,荧光黄的含量要适中,过高或过低均影响样品的荧光性能;热重分析(TG)曲线表明荧光类水滑石的热稳定性比纯荧光黄提高很多;红外光谱(IR)显示荧光水滑石含有水滑石和荧光黄的特征官能团。     

硼酸根插层锌镁铝水滑石的制备及其阻燃抑烟性能研究

采用成核／晶化隔离法和离子交换法分别制备了处于纳米尺寸的碳酸根镁铝水滑石和硼酸根锌镁铝水滑石。并将两种水滑石加入到聚醋酸乙烯脂中制备成复合材料，测试了复合材料的氧指数和无焰燃烧条件下的烟密度，考察了纳米LDHs对聚醋酸乙烯脂的阻燃及抑烟效果，并探讨了阻燃和抑烟机理。     

纳米镁铝水滑石的制备及其对聚氨酯阻燃性能的影响

采用液相沉淀法制备纳米镁铝水滑石微粉,利用XRD、TEM和TG对试样进行表征,研究了反应温度、干燥时间以及碳酸根浓度对镁铝水滑石纳米晶的影响.镁铝水滑石微粉经硅烷偶联剂KH550表面改性后填充到聚醚多元醇组合料中,采用原位聚合法制备出镁铝水滑石/软质聚氨酯纳米复合材料,研究了纳米镁铝水滑石对聚氨酯的阻燃效果及阻燃机理,并与Al(OH)_3阻燃效果进行对比.实验结果表明,晶粒尺寸随反应温度的升高而增大;干燥5h镁铝水滑石的热分解性能较好;适当提高碳酸根浓度可以改善镁铝水滑石晶体规整度;硅烷偶联剂KH550用量为5%时对镁铝水滑石表面改性效果最好;镁铝水滑石阻燃剂填充软质聚氨酯复合体系的阻燃效果要优于Al(OH)_3阻燃剂.     

一种新型功能材料——二维层状磁性锌铝水滑石的制备及表征

采用共沉淀法将磁性基质与锌铝水滑石组装制备二维层状磁性锌铝水滑石,考察了不同n(Zn2 )/n(Fe2 )比及焙烧温度对合成磁性锌铝水滑石结构的影响,并借助XRD、FT-IR、VSM、HRTEM等手段对其晶型结构、磁学性能及结晶度等进行表征,结果表明:锌铝水滑石在赋予磁性后,并没有改变其典型的层状结构,证实了将磁性基质与层状材料组装合成的可行性.     

Mg/Al水滑石催化合成聚碳酸酯二醇的研究

制备了Mg-Al水滑石,并将其进行了焙烧和再水合的处理,运用XRD,IR和BET对3种催化剂进行了表征,并对其应用于催化合成聚碳酸酯二醇(PCDL)的反应进行了研究.     

对氨基苯甲酸插层镁铝水滑石的合成、表征及紫外吸收性能

以微波结晶法制备的碳酸根型镁铝水滑石(LDHs)为前体, 对氨基苯甲酸为客体, 由水热法、离子交换法、焙烧复原法三种方法组装合成了对氨基苯甲酸插层镁铝水滑石复合材料。并用XRD、FTIR、TG-DSC、SEM等对其结构进行表征。结果表明: 各种方法均能合成相应的插层水滑石层柱材料, 层间距分别扩大为0.81 nm、0.79 nm、1.45 nm。三种合成材料的紫外吸收强弱与对氨基苯甲酸插层水滑石分子后的层间距大小有关。该研究指出对氨基苯甲酸插层水滑石作为一种紫外吸收层柱材料在化妆品领域具有应用潜力。      

聚醚醚酮的合成与表征

以二苯砜为溶剂,在无水碳酸钾/碳酸钠的催化下,通过对苯二酚与4,4-二氟二苯甲酮进行亲核取代反应,合成了特性黏度为0.89的聚醚醚酮(PEEK);探讨了溶剂与反应温度对分子量的影响.通过IR、DSC、TG和XRD对其结构与性能进行了表征,确定其结构为PEEK;TG测试表明,在N2气氛下开始分解温度为541℃,且到1200℃时也没分解完全;DSC和XRD衍射图表明其为半晶态聚合物,且由DSC曲线可知其熔点(Tm)为347℃.     

N,N''''-亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球的合成与表征

以可溶性淀粉为原料,K2S2O8-Na2SO3为引发剂,用反相悬浮法合成了N,N'-亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球CSM.研究了交联剂质量分数、反应温度和引发剂浓度对微球产率、溶胀度、平均粒径的影响规律.用扫描电镜观测了样品形貌,用FT-IR对其结构进行了表征,用XRD、DSC以及TGA对其物理性质进行了分析.结果表明,所合成的交联淀粉微球形态圆整,表面光滑,粒度均匀,微球中存在酰氨基结构.与可溶性淀粉相比,淀粉微球结晶度降低,热稳定性增加.     

蓝光材料双亲共聚芴的合成、表征与性能

通过Suzuki缩聚方法,将单体2,7-二溴-9,9'-二-(3,6-二氧烷基)芴和9,9'-二辛基芴-2,7-二-(三亚甲基硼酸酯)合成了一种新型的蓝光材料-双亲芴基共聚物.采用1H NMR、13C NMR和元素分析对共聚芴结构进行了表征;通过GPC、DSC和TGA测试,共聚芴有较高的分子量和较窄的分子量分布,同时还有很好的热稳定性.对共聚芴的紫外吸收光谱分析表明,在甲苯溶液和薄膜中的波长分别为389nm和393nm;对共聚芴的荧光发射光谱分析表明,在甲苯溶液和薄膜中的波长分别为415nm和437nm.     

一种醚酐型可溶性聚酰亚胺的合成与表征

以二步法合成了一种醚酐型聚酰亚胺(PI),实验考察了二胺单体配比对PI溶解性的影响,通过差示量热扫描(DSC)、特性粘度([η])、和红外光谱(FTIR)等对PI进行了表征。实验结果表明:所得PI样品在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的特性粘度为1.16～1.38dL/g,玻璃化温度为258～268℃。经红外光谱测定,样品在1780cm-1、1720cm-1和1380cm-1附近观察到PI特征峰,PI可溶于NMP、DMF、DMAc等强极性溶剂。     

Synthesis and physicochemical properties of cobalt aluminium hydrotalcites

Cobalt aluminium hydrotalcites with different compositions were prepared by a coprecipitation method under low supersaturation conditions. The compounds were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared absorption (IR), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and BET surface area measurements. XRD and IR studies revealed that all the compounds are single-phase crystallized under a hydrotalcite-like network. Hydrothermal treatments given to the aged sample increased the crystallinity of the samples. TG studies showed two stages of weight loss, the first due to the removal of interlayer water and the second ascribed to the removal of water molecules from the brucite sheet and CO₂ from the interlayer carbonate anion, whose transition temperature depends on the Co/Al atomic ratio. Thermal calcination of these materials results in the formation of high surface area non-stoichiometric spinel phase whose crystallinity increases with increase in the calcination temperature attributed to the sintering of the particles.     

水滑石除磷的吸附动力学研究

采用共沉淀法制备了Mg/Al水滑石,研究了不同Mg/Al物质的量比、材料用量、不同pH条件下Mg/Al水滑石吸附除磷的动力学特征,从而对吸附速率的控制过程进行分析。结果表明水滑石对磷的吸附能较好地符合准二级动力学方程、Elovich动力学方程和内扩散模型。n(Mg)/n(Al)=3是水滑石最理想配比,水滑石投加量越大,外扩散过程越慢;一定范围内pH的升高能促进水滑石对磷吸附速率和吸附容量的提升。