有机酸阴离子/LDH复合材料的插层组装条件及热稳定性研究

以Mg/Al-CO_3-LDH为前体,采用离子交换法制备了脂肪酸(丁二酸、己二酸、癸二酸、酒石酸)和芳香酸(笨甲酸、水杨酸)柱撑水滑石复合材料,并利用XRD、FT-IR、TG和DTA技术对样品进行了结构表征和性能测试.结果表明,通过控制离子交换条件,6种有机酸根离子可以插入水滑石的层间完全取代CO_3~(2-),形成具有超分子结构稳定的有机酸阴离子/LDHs复合材料.     

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。     

基于ZnO模板原位合成Cu/Zn/Al-LDHs/ZnO薄膜的工艺及性能研究

采用多金属片于Na2CO3溶液中在ZnO模板表面原位合成了Cu/Zn/Al-CO3-LDHs/ZnO薄膜前体和La-Cu/Zn/Al-CO3-LDHs/ZnO复合薄膜,优化了工艺条件。借助XRD、FT-IR、UV、TG/DTA及电化学测试等手段对LDHs薄膜结构及其性能进行了表征与分析。结果表明,该薄膜中水滑石晶体的ab面平行于基体,薄膜在ZnO模板表面形成多层叠加结构;月桂酸根修饰LDHs薄膜能增强其疏水性能,薄膜与基体结合牢固,对金属锌表现出优异的耐蚀性。     

水滑石及相容剂对聚丙烯结晶性能的影响

通过熔融插层法制备了三种聚丙烯/水滑石(PP/LDHs)纳米复合材料。采用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)研究了水滑石(LDHs)和相容剂PP-g-(MAH-co-St)对聚丙烯结晶性能的影响,以及水滑石在基体中的分散情况。结果表明,改性水滑石在基体中片层发生剥离,提高了聚丙烯的起始结晶温度、结晶速率,减小了聚丙烯晶粒的110、010晶面尺寸;相容剂PP-g-(MAH-co-St)使聚丙烯的结晶速率降低,晶粒粒径分布变宽,同时减弱了改性水滑石对聚丙烯晶粒晶面尺寸的影响。     

低聚壳聚糖-水滑石的自组装、表征及脱铅性能研究

利用水滑石类层柱化合物(LDHs)处理重金属阳离子污染物,目前国内研究尚少.选用具有生物安全性的壳聚糖为改性剂,通过自组装共沉淀反应和表面修饰技术使其与水滑石基体形成超分子体系,制备出具有强螯合性能的低聚壳聚糖-水滑石(COS-LDHs).实验表明,经少量COS-LDHs处理1.5h后,水溶液中pb2+的质量浓度从5mg/L降到2μg/L以下;XRD、XPS、FT-IR、TG-DTA、BET、TEM等表征说明COS-LDHs在自组装过程中结晶良好、层间结构稳定、比表面积增加且改性分子与基体的复合良好.     

反相气相色谱法表征表面活性剂与硅烷偶联剂复合改性水滑石的表面性质

采用共沉淀法制备了镁铝摩尔比为2∶1的镁铝水滑石(Mg/Al-HT),用SDS(十二烷基硫酸钠)、MTMS(γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷)及二者复合改性镁铝水滑石,得到SDS-HT、MTMS-HT及SDS-MTMS-HT 3种杂化材料.通过反相气相色谱法,采用非极性和极性探针来研究Mg/Al-HT、SDS-HT、MTMS-HT及SDS-MTMS-HT的表面性质.由探针分子的保留时间,计算了表面吸附自由能(△G0)、表面能色散组分(γ5d)、酸碱作用自由能(△Gsp)及相互作用参数(x12).结果表明,杂化材料γ5d明显低于水滑石γ5d,经过改性的水滑石表面碱性减弱,且改性后的水滑石与有机物的亲和性均得到明显改善,SDS-MTMS-HT与有机物间相客性最好.利用XRD、FT-IR、TG及DTA分析方法对样品进行表征,表明SDS插入水滑石层间,而MTMS在水滑石表面缩合,SDS-MTMS-HT热稳定性、疏水性最好,即与有机物亲和性最佳.     

三种方法制备HDPE/LDHs复合材料的性能比较

分别采用硬脂酸表面改性、高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MA)熔融接枝水滑石(LDHs)、乙烯丙烯酸无规共聚物(EAA)熔融接枝水滑石与高密度聚乙烯共混挤出制备纳米复合材料。结果表明,采用EAA接枝水滑石较其他两种方法制备的HDPE/LDHs冲击性能可提高25%以上,拉伸强度可提高35%以上;差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(WAXD)等方法证实,EAA熔融接枝LDHs提高了LDHs在HDPE中的分散,有利于HDPE结晶,晶粒细化。采用EAA熔融接枝LDHs填充HDPE可制备性能优异的聚烯烃纳米复合材料。     

神府煤/ZnMgAl-LDHs复合材料的制备及组成结构研究

采用原位共沉淀法制备了神府煤/ZnMgAl-水滑石复合材料(SFCoal/ZnMgAl-LDHs),并用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDX)对其进行表征,探讨了沉淀反应pH、晶化时间及煤盐比对SFCoal/ZnMgAl-LDHs的组成、结构及形貌的影响.结果表明,SFcoal/ZnMgAl-LDHs中神府煤微米颗粒表面被纳米片状LDHs包覆,形成典型的微纳米结构.神府煤通过羧基等官能团与LDHs层板羟基产生氢键相互作用,且对Zn2+、Mg2+的选择性络合可调控复合材料的组成及微纳米结构.pH=10时,复合材料结晶度最好.随着煤盐比的增加及晶化时间的缩短,复合材料中LDHs的结晶度下降,水滑石层板与煤大分子相互作用增强,煤表面纳米LDH层板的团聚现象逐渐消失,趋向于垂直于表面取向,且LDHs中锌离子含量显著提高.     

Mg-Al水滑石“记忆效应”及其对Cr(Ⅵ)阴离子吸附性能研究

采用尿素法制备高结晶度Mg-Al水滑石(MAH),系统研究了Mg-Al水滑石"记忆效应"及其对Cr(Ⅵ)阴离子吸附性能的影响.通过XRD、FT-IR、SEM、DSC以及去卷积分析对MAH、重构"记忆"MAH(RMAH)以及MAH的金属氧化物(MAO)、RMAH的金属氧化物(RMAO)进行表征分析.结果表明,重构的"记忆"RMAH和前体MAH均具高结晶度水滑石层状晶体结构特征,两者晶体结构和层板电荷密度几乎无差异.MAO仍保留层状结构,而再次重构的RMAO中MgAl2O4尖晶石晶相增多,仍有层状结构残留.由于水滑石强结构"记忆效应",使Mg-A1 LDOs(MAO和RMAO)对Cr(Ⅵ)阴离子吸附能力大大强于Mg-A1 LDHs(MAH和RMAH).MAO对Cr(Ⅵ)阴离子吸附能力高于RMAO,可能由于RMAH焙烧形成的RMAO中MgAl2O4尖晶石含量增多及层状结构消减,导致其"记忆效应"重构能力衰减,从而使RMAO对Cr(Ⅵ)阴离子吸附能力下降.     

酒石酸柱撑水滑石吸附水中的Ni~(2+)的特性研究

采用离子交换法制得酒石酸插层MgAl水滑石(MgAl-TA LDHs),并进行了XRD、IR、SEM、比表面积及孔径分析表征。考察了MgAl-TA LDHs吸附剂对溶液中Ni 2+的吸附能力,探讨了水滑石吸附剂投加量、Ni 2+溶液浓度、pH值以及吸附温度对Ni 2+吸附率的影响,并进行了动力学和热力学特征的研究。结果表明,适宜的水滑石投加量为2g/L,pH值以中性为宜,对于Ni 2+浓度不超过100 mg/L的溶液室温下Ni 2+吸附率在60%以上,而高温有利于提高Ni 2+吸附率。吸附过程符合二级动力学模型,吸附等温曲线可用R-P模型来描述。吸附过程能够自发进行,为吸热过程,属于化学吸附。