Mg-Al水滑石的溶解动力学及热力学

研究了Mg-Al水滑石在水溶液中的溶解性能及其机理,考察了温度和pH对其溶解性能的影响, 探讨了溶解过程中动力学和热力学规律。动力学研究表明,Mg-Al水滑石在水溶液中的溶解符合外扩散及表面化学反应控制模型,且不同pH区间其控制步骤不同。pH 1.0～3.8,水滑石完全溶解,其溶解速率随pH的提高而减小,受解吸控制。而pH 4.2～9.4,水滑石部分溶解,溶解速率与pH值无关,受表面交换反应控制。另一方面,对水滑石溶解反应的Gibbs自由能变进行定量估算,其值为29.516 kJ·mol^-1。经实验验证,理论估算可很好地与实验结果吻合。     

活性炭复合镁铝水滑石的制备及表征

利用共沉淀法原位制备活性炭复合镁铝水滑石,考察活性炭和水滑石不同比例对电化学性能的影响,并对产物进行了XRD表征。结果表明:XRD表征图谱中,样品有水滑石的特征衍射峰,说明原位合成法得到的样品具有较好的晶型。电化学测试表明,不同比例的样品其电容性能不同,活性炭与水滑石比例为1∶10时,所得样品的电容量相对较高。     

镁铝水滑石的制备与应用研究进展

综述了近年来镁铝水滑石的制备方法及其在紫外阻隔材料、阻燃抑烟材料、催化材料、医药材料、热稳定剂等方面的应用研究,并对以后的研究进行了展望。     

镁铝水滑石的水热合成及表征

用一步水热法制得的氢氧化镁作为镁源,采用高过饱和共沉淀水热法制备镁铝水滑石。考察了水热温度、水热时间、氢氧化镁合成条件、晶种等条件对合成水滑石的晶体结构、尺寸、形貌及比表面积的影响。结果表明：采用水热温度为150 ℃、水热时间为3 h合成的氢氧化镁作为原料时,在水热温度为190 ℃、水热时间为12 h条件下制得水滑石的比表面积最小,形貌和结构规整;原料氯化镁中三氧化二硼杂质质量分数为0.020%时,会促进水滑石晶粒径向尺寸和厚度的增加;添加晶种会明显减小水滑石的比表面积,最佳添加量为0.5%（质量分数）。在以上最佳条件下,最终制得水滑石的比表面积达到10.33 m ²/g,水合粒径为878 nm。     

均匀沉淀法制备镁铝水滑石的中试研究

对镁铝水滑石的生产进行了中试研究,获取了中试生产的工艺条件。采用尿素水解均匀沉淀法,原料配比为n(硝酸镁)∶n(硝酸铝)=3∶1,n(尿素)∶n(硝酸根)=1.5∶1,m(物料)∶m(水)=1∶2,125℃下沉淀及晶化5 h,可制备镁铝水滑石,产品收率为71%。XRD和SEM结果表明无杂相生成,产品结晶度高,呈六边形,粒径<13.0μm,平均粒径约3.7μm,提供的工艺参数对于镁铝水滑石的工业生产具有一定的实用价值。     

磁性纳米镁铝水滑石的合成研究

利用共沉淀法合成出磁性纳米镁铝水滑石，并借助于XRD，TEM，振动样品磁强计等手段研究了铁（Ⅱ）／镁摩尔比对水滑石结构和磁学性能的影响。这为层状材料与磁性基质进行复合制备新型功能材料提供了实验依据。     

镁铝水滑石的制备及其表面改性

采用共沉淀法制备了Mg∶Al的摩尔比为2∶1的镁铝水滑石,用非离子表面活性剂单硬脂酸甘油酯对其进行表面改性,研究了改性剂的用量、改性时间、改性温度对活化指数的影响。结果表明,最佳改性工艺条件为:改性剂用量为4%,改性时间为40 min,改性温度为60℃。单硬脂酸甘油酯对镁铝水滑石的表面处理属于氢键吸附,表面处理效果理想,镁铝水滑石的晶体结构并未因改性受到影响。     

镁铝水滑石的制备及其改性

充分利用正交试验方法对镁铝水滑石的制备和微波改进工艺进行探讨,并主要针对使用过程中改性温度、时间以及钛酸酯的使用量等相关因素对镁铝水滑石活化指数的影响进行分析,通过实验发现当改性温度为75℃,改性的时间设置为30min,且钛酸酯的使用量为5%的状况下是镁铝水滑石的更佳改性条件。与此同时发现,镁铝水滑石能够进一步提升PVC的热稳定性,有效提升其加工性能,并能发挥出明显的阻燃消烟作用,通过改性后镁铝水滑石的性能得到进一步优化。     

Mg-Al水滑石的水热合成及晶面选择性生长

以MgO、Al(OH)3为镁源和铝源,采用一步水热法合成了镁铝水滑石(Mg-Al LDHs),考察了水热时间及水热温度对水滑石晶粒度和晶面选择性生长的影响规律.用XRD、SEM等对合成产物进行了表征.结果发现水热时间不变,升高水热温度,或水热温度不变,延长水热时间,LDHs的晶体结构均趋于完整,径厚比呈增大趋势;并且晶体沿a轴方向的生长速率比沿c轴方向的生长速率大,即[110]晶面的生长速率比[003]晶面的生长速率快.     

改性镁铝水滑石的合成及其对水中Cu2+的去除性能研究

利用EDTA对重金属离子的螯合作用,将其作为有机阴离子插入到镁铝水滑石的层间,得到一种对溶液中重金属离子具有去除性能的有机.无机复合层状材料Mg-Al-EDTA LDH.分析表明,当NaOH实际投加量大于理论计算值的1.2倍时,合成物的层间阴离子为EDTA4-和OH-,小于1.2倍时,层间阴离子为EDTA4-、HEDTA3-、Mg(EDTA)2-和OH-.在pH=5.0,这种材料能迅速同Cu2 发生化学吸附,当加入量按EDTA4-/Cu2 摩尔比为1:1时,对初始浓度为100 mg·L-1的Cu2 溶液,30 min内反应可达平衡,溶液中Cu2 的去除率在98%以上.主要原因是Cu2 在Mg-Al-EDTA LDH的层间形成Cu(EDTA)2-以及Cu2 同溶解出的Al3 发生共沉淀反应,使得溶液中的Cu2 减少.     

不同形貌镁铝水滑石的可控合成及 其对氯离子的吸附性能研究

以硝酸镁、硝酸铝为原料,尿素为沉淀剂,采用水热法在不同条件下合成了不同形貌的镁铝水滑石,通过SEM、XRD和BET等手段对合成的样品进行表征;研究了不同形貌水滑石及其焙烧产物对溶液中氯离子的吸附性能。结果表明:采用水热法添加乙二醇可合成棒状镁铝水滑石,添加乙醇可合成片状六边形镁铝水滑石,添加四丙基氢氧化铵可合成立方体镁铝水滑石。其中,添加乙醇制备的片状六边形纳米水滑石形貌规整均一,片间形成交叉支撑结构,比表面积为115.311 m2/g,对氯离子有较好的吸附性能,在室温条件下最大吸附容量为24.72 mg/g。经450 ℃焙烧后,焙烧产物吸附氯离子的能力大大增强,相同条件下最大吸附容量为96.07 mg/g,最优吸附条件：温度为35 ℃,投加量为2.0 g/L,pH值为8。     

Mg-Al复合氧化物的制备及吸附苯酚动力学

分别采用共沉淀-室温晶化和共沉淀-水热法、经焙烧合成了Mg-Al复合氧化物,对比研究了两种处理对产物物相、形貌、织构性质及吸附苯酚动力学的影响。结果表明,后者使产物的结晶度略有提高,使其比表面积、孔容和平均孔径相应减少,但对形貌影响不大;吸附苯酚的过程均适合拟二级动力学方程,但后者使产物的吸附速率加快,吸附容量增加。     

钙铝类水滑石结构与组成研究

钙铝类水滑石是一种典型层状复合金属氢氧化物,被广泛用作PVC材料的热稳定剂、建筑材料、水污染处理等领域。文章通过晶体化学理论建立Ca/Al-LDHs微观结构模型与静电作用模型,运用几何函数与晶格能Kapustinskii方程,对钙铝类水滑石的结构与热稳定性做出参数量化估算。研究结果表明,该组模型可以用于钙铝类水滑石的结构与性能的简单预测与比较,同时也能为研究新型插层Ca/Al-LDHs材料提供较有价值的参考。     

镁铝水滑石的制备与性能研究

采用盐碱共沉淀法制备镁铝水滑石,采用XRD、FT-IR和粒度分析等手段对合成样品进行分析和表征,利用静态热老化法和静态热稳定性实验研究了镁铝水滑石稳定剂在聚氯乙烯（PVC）中的热老化性能和热稳定性 能。实验结果表明：镁铝水滑石是良好的PVC热稳定剂和热老化剂,热稳定剂实验的最佳配方比为m（PVC）∶m（硬脂酸）∶m（镁铝水滑石）= 100∶2∶1.2;热老化实验的最佳配方为m（PVC）∶m［邻苯二甲酸二辛酯（DOP）］∶m（硬脂酸）∶ m（镁铝水滑石）=100∶70∶2∶2。     

镁铝水滑石的结构调控以及对甲基橙阴离子染料的吸附性能

通过共沉淀法制备了镁铝水滑石(MgAl-LDH)吸附剂,以甲基橙(MO)阴离子染料模拟废水作为吸附对象,研究了合成条件、吸附条件对MgAl-LDH微观结构和吸附性能的影响.此外,通过研究吸附动力学、等温吸附效应以及水滑石吸附前后结构变化,确定了MgAl-LDH对MO的吸附机制.结果表明:当层间阴离子为Cl-,n(Mg2...     

硝酸盐溶液浓度对镁铝水滑石结构记忆效应的影响

用共沉淀法制备了镁铝水滑石,并进行XRD、N₂吸附-脱附、TG-DTA和FT-IR等表征。结果表明,制备的镁铝水滑石呈六方晶型,比表面积为121 m²·g^-1。研究了硝酸盐溶液浓度对水滑石结构记忆性的影响,发现400 ℃焙烧5 h的镁铝水滑石在硝酸铜和硝酸铁溶液中浸泡可以恢复水滑石结构,溶液浓度越低越容易恢复,同时NO₃^-插入水滑石的层间可以形成一种新型应用功能材料。     

不同形貌镁铝水滑石的可控合成及其对氯离子的吸附性能

以硝酸镁、硝酸铝为原料,尿素为沉淀剂,采用水热法在不同条件下合成了不同形貌的镁铝水滑石LDH-1、LDH-2、LDH-3。通过SEM、XRD、BET和EDS对合成的样品进行了表征;考察了不同形貌水滑石及其焙烧产物(LDO-1、LDO-2、LDO-3)对溶液中氯离子的吸附性能。结果表明:采用水热法添加乙二醇可合成棒状镁铝水滑石(LDH-1),添加乙醇可合成片状六边形镁铝水滑石(LDH-2),添加四丙基氢氧化铵可合成立方体镁铝水滑石(LDH-3)。其中,LDH-2形貌规整均一,片间形成交叉支撑结构,比表面积为115.311 m2/g,在室温条件下,其对氯离子的最大吸附量为24.72 mg/g。LDO-2吸附氯离子的最优操作条件:温度为35℃,pH值为8,焙烧温度为450℃。在此条件下,焙烧产物(LDO-2)吸附氯离子的能力大大增强,最大吸附量为96.07 mg/g。     

EDTA插层水滑石的合成及其对Cd2+的去除性能研究

利用EDTA对重金属离子的螯合作用,将其作为有机阴离子插入到镁铝水滑石的层间,采用共沉淀法制备了复合层状材料EDTA.Mg-Al LDH。通过正交实验确定了NaOH投加量为理论计算值的1.2倍时,合成物的层间阴离子以EDTA4-形式稳定存在。EDTA.Mg-Al LDH处理56 mg/LCd2+溶液的最佳处理条件为:水滑石质量浓度5.0 g/L,反应时间60 min,去除率可达98.20%。并与以无机阴离子Cl-作为插入离子制备的Cl.Mg-Al LDH对56 mg/L的Cd2+溶液的去除率进行了比较,由于层间阴离子EDTA4-对重金属强烈的螯合能力,EDTA.Mg-Al LDH对水中Cd2+的去除效率大大高于Cl.Mg-Al LDH。     

多孔碳材料复合锰铝水滑石的制备及电化学测试

以活性炭为载体,采用共沉淀法制备复合锰铝水滑石。实验结果表明:NaOH调节pH=9.5,反应时间为3h,反应温度为75℃,锰铝摩尔比为4∶1时,得到的Mn/Al水滑石结晶度较好,纯度较高。同时测试了复合材料的电化学性能,结果表明:共沉淀法制备得到的活性炭复合4∶1的锰铝水滑石具有一定的电容性能。     

对苯二甲酸改性镁铝水滑石的制备及其对PVC热稳定性能的影响

以镁铝碳酸根型水滑石(MgAl-CO_3LDH)为前体,采用水热晶化法制备了对苯二甲酸(PTA)改性的水滑石PTAMgAl-CO_3LDH,讨论了晶化时间、晶化温度、溶液p H值、溶剂等对PTA-MgAl-CO_3LDH吸附Cl-、聚氯乙烯(PVC)热稳定性能的影响,并通过X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对改性前后水滑石进行表征。结果表明,PTA仅部分取代水滑石层间的CO_3~(2-),未改变其层状晶体结构,改善了水滑石与PVC的相容性,使水滑石吸附PVC热降解产生的HCl能力增强。当以10%乙二醇为介质、在150℃晶化反应8 h时,PTA-MgAl-CO_3LDH/PVC的刚果红时间可达90 min、静态热老化时间超过370 min。