水滑石类插层材料的制备技术及应用

水滑石类插层材料(LDHs)具有特殊的层状结构,其组成、离子种类和数量、晶粒尺寸等参量都可以进行调控,使其具有特殊的性能,成为当前研究的热点.主要介绍了LDHs的基本结构、诸多性质、制备技术及应用领域,有助于更全面地认识LDHs以及对其研究的重要性.     

Cu-Mg-Al类水滑石的插层改性及摩擦性能

用水热法制备了Cu-Mg-Al类水滑石,并以十二烷基磺酸钠（sodium dodecyl sulfate,SDSO）为插层剂对所制备的类水滑石样品进行了插层改性。利用X射线衍射法、红外光谱分析法、扫描电子显微镜和热重-差热分析法对样品的成分、结构、形貌及热稳定性进行了表征,结果表明：制备出的类水滑石为Cu-Mg-Al-CO3类水滑石和Cu-Mg-Al-SDSO类水滑石。将制备出的类水滑石作为添加剂加入到基础油中,用MM-10W多功能型四球摩擦磨损试验机测试了其摩擦学性能,结果表明：含有类水滑石粉体的润滑油与基础油相比,摩擦因数低了32%。     

丁基锡酸根插层类水滑石的制备及其在PVC中的性能研究

以丁基锡酸、硝酸镧、硝酸钙、硝酸锌为主要原料分别制备了丁基锡酸根插层锌铝镧类水滑石(ZnAlLa-BS-LDHs)和丁基锡酸根插层钙铝镧类水滑石(CaAlLa-BS-LDHs),通过红外光谱仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜进行结构表征,采用刚果红法、烘箱变色法、转矩流变仪测定了类水滑石添加后PVC的热稳定性能,利用极限...     

铜镁铝类水滑石插层改性及摩擦性能研究

采用液相共沉淀法制备了铜镁铝类水滑石,选用十二烷酸（月桂酸）作为改性剂以离子交换法对类水滑石进行插层改性。借助红外光谱仪对改性前后类水滑石进行成分、结构、形貌分析与表征。实验结果表明,制得的类水滑石为Cu-Mg-Al-CO3、改性类水滑石为Cu-Mg-Al-月桂酸。将改性前后类水滑石以3%（质量分数）的比例添加到摩擦材料的基础配方中制成摩擦片,利用XD-MSM定速式摩擦试验机测试添加改性前后类水滑石制得摩擦材料的摩擦系数随温度的变化规律,用静水力学密度仪测试摩擦片的密度。结果表明,将未改性类水滑石加入摩擦材料中可以降低摩擦材料的摩擦系数,而加入改性类水滑石,因粒径膨胀,使得摩擦材料的摩擦系数有所增大;改性的类水滑石可以降低摩擦片的密度。     

水滑石及其纳米插层材料的制备和应用

概述了水滑石及其纳米插层材料的结构、特性、制备方法与应用,着重对水滑石的多种合成方法如共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法和离子交换法等进行了比较和评述,并介绍了不同类别插层材料的应用。最后提出了目前在水滑石基纳米插层材料的制备方法、插入阴离子的稳定性及材料应用等方面存在的问题、发展方向和应用前景等。     

类水滑石材料的制备及其光催化还原CO2性能的研究进展

光催化CO₂还原反应在解决环境问题和缓解能源危机中具有重要意义,但要实现CO₂的高效和高选择性还原仍是一个巨大的挑战。催化活性位点的设计对于提高二氧化碳还原活性和选择性非常重要,所以寻找合适的光催化剂是关键问题。水滑石材料(LDHs)由于独特的层状结构、层板元素具有丰富的可调变性,是一类模型的光催化剂。本文对类水滑石材料的结构、制备方法及其光催化还原CO₂性能研究进行了综述,并结合自己的研究对未来的发展方向进行了总结。     

十二烷基硫酸根插层水滑石组装超分子及其结构与性能研究

以水为介质,十二烷基硫酸钠(dodecylsulfate,简写为DS)客体与水滑石(layered double hydroxides,LDH)前体在70℃,pH=4,摩尔比为2︰1的条件下搅拌2 h,并在50℃下干燥至恒重可得晶体结构完整的有机十二烷基硫酸根柱撑水滑石(organic Dodecyl sufonate-pillared hydrotalcite,简写为LDH-DS)超分子。元素分析证实,水滑石层间CO32-完全被取代,为十二烷基硫酸根代替。FTIR证实十二烷基硫酸根与层板不仅存在静电力的作用,还存在氢键等作用力。同时通过XRD可以推断:在LDH-DS中,十二烷基硫酸根在层间按单层、垂直层板的方向有序排列。     

Ni/Ti类水滑石的合成与光催化应用

将具有光催化潜力的Ti、Ni金属元素引入类水滑石(HTlcs)结构中,采用共沉淀法制备了一系列Ni/Ti二元类水滑石,焙烧后HTlcs前体材料转变为Ni/Ti复合氧化物(Ni/Ti-LDO),并用作光催化剂进行甲基橙光降解实验。用XRD、SEM、TG-DTA、元素分析等方法对产物的结构、形貌和组成进行表征,考察了金属离子配比、焙烧温度、催化剂用量等因素对催化甲基橙光降解的影响,并与通用TiO2光催化剂催化性能进行对比。实验结果表明,在相同催化剂浓度条件下,Ni/Ti金属摩尔比为4:1的Ni/Ti-LDO具有比TiO2更优越的催化降解甲基橙的性能。当催化剂前体Ni/Ti金属摩尔比为4:1,焙烧温度为450℃、催化剂用量为0.9 g L 1时,浓度为5×10 5mol L 1的甲基橙溶液于300 W紫外光照30 min,Ni/Ti-LDO对甲基橙的催化降解率可达98%以上。     

十二烷基硫酸根插层MgAlLa类水滑石在PVC中的应用

采用共沉淀法制备了十二烷基硫酸根插层MgAlLa类水滑石(LDHs),采用X射线衍射分析(XRD)和红外光谱(FT-IR)表征.将LDHs添加到PVC树脂中,采用刚果红法、烘箱变色法、氧指数法,垂直燃烧法(UL-94)等研究其单独使用的热稳定性、阻燃性和力学性能,并测定与其他阻燃剂复配时的阻燃性和力学性能.结果表明,在100份PVC中添加3份LDHs可延长材料的热稳定时间和初期白度,添加30份LDHs时可改善阻燃性,对力学性能影响不明显;与聚磷酸铵(APP)协同效果较好,比例为1/4时,材料的极限氧指数(LOI)提高到29.5%,垂直燃烧等级为94V-0,力学性能显著增强.     

月桂酸插层改性Ni/Al–NO3–LDHs及其对摩擦性能的影响

采用液相共沉淀法制备了Ni/Al–NO3–LDHs,以月桂酸为插层剂,采用离子交换法对合成产物进行了插层改性。采用X射线衍射、热重及差热分析、红外光谱、扫描电镜、比表面积分析仪、四球摩擦实验机和齿轮实验机等手段对合成产物的结构和性能进行了评价。结果表明:插层前,晶体呈六方片状,晶粒尺寸为40nm,比表面积为96.57m2/g;月桂酸插层后,产物的层间高度增加,但比表面积显著降低;Ni/Al–NO3–LDHs及其月桂酸插层产物可明显降低金属摩擦副的摩擦系数、磨斑直径、润滑介质温度以及驱动电机功耗。     

纳米铜-镁-铝类水滑石的制备与表征

采用恒定pH低过饱和共沉淀法制备纳米铜-镁-铝类水滑石,采用单因素试验得出最佳反应工艺条件。在超声波反应器中反应,恒定pH=7.5~9.0,n(铜+镁)/n(铝)=2.0~4.0,n(铜)/n(镁)=0.25~1.0的条件下,采用冷冻干燥法可得到晶相单一的铜-镁-铝类水滑石,且制得的产物晶面生长的有序程度高,结晶度好。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对其进行表征,大多数分子粒度为纳米级尺寸,粒径为50 nm左右。     

超细水滑石类化合物的制备

介绍了共沉淀法、成核/晶化隔离法、溶胶-凝胶法、微波照射法、超声波共沉淀法及分散剂介入法等制备超细水滑石类化合物的方法,其中,成核/晶化隔离法、溶胶-凝胶法、微波照射法合成的水滑石化合物粒径都可以达到纳米级。超声波共沉淀法对水滑石粒径的减小较为显著,中值粒径从普通共沉淀的8.06μm减小到超声辐射下的0.53μm;分散剂的分散作用也很大程度上阻止了颗粒的凝聚,中值粒径从0.53μm减小到0.32μm。     

TG-DTA技术在类水滑石化合物热分解研究中的应用

综述了TG-DTA技术在类水滑石化合物热分解过程中的应用。对TG-DTA曲线上的失重台阶数、峰的个数及失重过程所对应的温度范围进行了理论阐述,借助有关原理,对相应类水滑石化学式的推断、热分解过程动力学参数的计算及热分解机理推断等方面进行了较为深入的探讨,从而全面获悉了类水滑石化合物的热分解行为。     

类水滑石对纳米凹凸棒土悬浮液流变性的影响

采用液相共沉淀方法,按n(Mg)∶n(Al)∶n(Fe)一定配比制得Mg-Al-Fe类水滑石(Mg-Al-Fe-HTlc),添加到凹土水悬浮液体系,研究其对流变性的影响。结果表明,单纯凹土水悬浮液体系当含量大于2%后为塑性非牛顿型流体,有一定的屈服值,凹土含量小于2%时,剪切速率与剪切应力有良好的线性关系,为牛顿型流体。由于带负电荷的凹土和带正电荷的Mg-Al-Fe-HTlc之间的静电相互作用,随着胶土比增加,同样剪切速率下的剪切应力呈现增大、减小然后再增大的变化趋势。     

利用咪唑啉两性表面活性剂在水相中剥离类水滑石的研究

采用共沉淀法制备了咪唑啉两性表面活性剂插层的镁铝类水滑石(MgAl-LDHs),再将插层的MgAl-LDHs置于pH=2的水溶液中,使层间呈现阴离子特性的两性表面活性剂转变为阳离子特性,进而通过静电排斥机理,在水相中成功实现MgAl-LDHs层板的剥离。采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、热重和差示扫描量热分析、透射电子显微镜等技术对样品进行了表征。结果表明,不同分子长度的咪唑啉两性表面活性剂均成功嵌入到MgAl-LDHs层间,且层间距不同。经过插层的MgAl-LDHs能成功剥离,XRD和TEM证实了MgAl-LDHs的分层,同时丁达尔效应证实了胶体的存在。     

水滑石类材料在氧化还原催化反应中的应用

综述了水滑石类材料在氧化还原催化反应中应用的最新研究进展,重点讨论了类水滑石及以类水滑石为前驱体衍生得到的复合氧化物在精细合成中的绿色催化应用。水滑石类材料必将在环境友好催化工业体系中扮演越来越重要的角色。     

类水滑石复合氧化物在烟道气脱SO2和NOx中的应用

简述了类水滑石复合氧化物的制备方法，并对类水滑石化合物为前驱体的复合氧化物作为环境友好催化材料在烟道气脱SO₂、NOx方面的研究进行了综述，指出应把研究重点放在类水滑石复合氧化物同时氧化吸附脱SO₂和NOx上     

Synthesis of Zn-Ni-AI Layered Double Oxides and its Photocatalytic Property

采用共沉淀法制备了一系列Zn–Ni–Al三元类水滑石,然后焙烧制得衍生物—Zn–Ni–Al复合氧化物,并用X射线衍射、热重–差热分析、扫描电子显微镜、比表面积分析及元素分析等对样品进行了表征,考察了类水滑石Zn/Ni/Al金属原子比、焙烧温度等因素对甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解的影响。结果表明：类水滑石前驱体Zn/Ni/Al的摩尔比为1：1：1,焙烧温度为450℃时,复合氧化物的催化效果最好。此条件下制得的Zn–Ni–Al复合氧化物在300W紫外光照60min后,对甲基橙、亚甲基蓝的降解率可达到97%以上,光照100min内对罗丹明的降解率可达到91%。