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。     

Mg-Al层状双金属氢氧化物的制备及其吸附性能研究

通过共沉淀法制备了Mg-Al层状双金属氢氧化物(LDHs)并对其进行Cr6+吸附性能的研究。动力学实验结果表明:Mg-Al水滑石对Cr6+的吸附效果明显,在2 h的时候就可以达到95%的去除率;热力学实验结果表明Mg-Al水滑石对Cr6+的吸附量随Cr6+浓度的增加初期快速上升而后趋于稳定。Mg-Al水滑石对Cr6+的等温吸附数据符合Langmuir方程。在25℃时Mg-Al水滑石对Cr6+的饱和吸附量高达68 mg·g-1;而后主要对吸附影响因素进行分析,结果表明Mg-Al水滑石受p H影响较大,溶液为中性时效果最佳;溶液中的无机阴离子会大大降低Mg-Al水滑石的吸附能力。     

改性剂对清洁制备Mg-Al水滑石的热稳定性能影响

以氢氧化镁、氢氧化铝和表面改性剂为原料,清洁制备改性Mg-Al水滑石,并将其应用于PVC热稳定剂中。通过FI-IR、激光粒度仪和转矩流变仪表征,重点研究了表面改性剂的种类对改性Mg-Al水滑石结构和性能的影响。在研究的改性剂中,硬脂酸锌对Mg-Al水滑石的改性效果较好,其粒径为3. 611μm、动态热稳定时间为1 902 s,且具有成本优势。结果表明,原料粒径、晶化温度和晶化时间对改性Mg-Al水滑石的粒径及性能具有显著影响。此外,在优化的工艺条件下,并对硬脂酸锌改性Mg-Al水滑石的清洁制备方法进行了PVC的应用试验。     

地下饮用水中氯化物去除技术研究

采用共沉淀法制备Mg-Al水滑石吸附剂,考察了水滑石对饮用水中氯化物的吸附性能,研究了吸附温度、溶液pH值、吸附剂投加量、吸附时间对吸附量的影响。结果表明,水滑石因具有独特的结构,具有良好的吸附和离子交换性能,能有效去除地下饮用水中的氯化物,具有可再生特点,操作方法简单、成本较低、易于推广。     

酒石酸根阴离子柱撑Mg-Al-LDHs水滑石的合成

采用共沉淀法制备纳米Mg-Al-LDHs水滑石,并以纳米Mg-Al水滑石为前体,采用返混沉淀法进行插层组装,合成酒石酸根阴离子柱撑水滑石。采用红外光谱、X射线衍射对样品进行了表征。结果表明,酒石酸根阴离子可以插入纳米Mg-Al水滑石层间,完全取代CO32-,形成具有超分子结构的稳定酸根阴离子柱撑水滑石,其尺寸达到纳米级。     

水滑石对水中磷的吸附特征及影响因素研究

以水滑石作为吸附剂,研究了其对水溶液中磷的吸附特征,并探讨了吸附时间、温度和pH等因素对吸附除磷的影响.结果表明,水滑石对磷的等温吸附教据与Langmuir和Freundlich方程的拟合优度很高,当温度为30℃时水滑石对磷的饱和吸附量可高达6.1 mg·g-1;水滑石对磷的吸附量在吸附初期随吸附时间急剧上升而后期趋于稳定,当初始磷的质量浓度在25～100 mg·L-1时,水滑石在30 min内可达吸附平衡;当磷的质量浓度小于300 mg·L-1时,温度在25～45℃变化对水滑石的磷吸附量几乎无影响;pH在4～8变化对水滑石吸附磷无明显影响.水滑石具有较强的磷素吸附能力和较大的吸附容量,能有效吸附水溶液中的磷,可作为磷吸附剂用于水体富营养化控制.     

硅丙树脂/丙烯酸柱撑水滑石纳米复合材料的制备

以Mg-Al水滑石为前体,采用返混沉淀法进行插层组装合成丙烯酸根阴离子柱撑水滑石;以有机硅预聚体、丙烯酸酯类单体和丙烯酸根阴离子柱撑水滑石为聚合单体进行乳液聚合制备硅丙树脂/丙烯酸柱撑水滑石复合材料。对其进行红外光谱、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜分析。结果表明:丙烯酸根阴离子可以插入Mg-Al水滑石层间,形成具有超分子结构的阴离子柱撑水滑石;丙烯酸树脂/丙烯酸柱撑水滑石复合材料为纳米复合材料,丙烯酸柱撑水滑石片层较均匀地分散于丙烯酸树脂基体中,且有部分片层发生剥离。     

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。     

表面改性剂对Zn-Mg-Al水滑石热稳定剂的性能影响

对共沉淀法合成的Zn-Mg-Al水滑石进行表面改性,并采用转矩流变仪、静态热老化法评价其作为PVC热稳定剂的性能,重点考察了表面改性剂的种类对其热稳定性能的影响。结果表明,以聚乙二醇为表面改性剂,制备的改性Zn-Mg-Al水滑石抑制PVC的初期着色效果最佳,长期热稳定性能较优。此外,考察了Zn/Mg摩尔比对聚乙二醇改性Zn-Mg-Al水滑石热稳定性能的影响。当Zn/Mg摩尔比为1：3或1：7时,制备的改性Zn-Mg-Al水滑石对PVC的热稳定性能较好。与传统Mg-Al水滑石相比,聚乙二醇改性Zn-Mg-Al水滑石抑制PVC的初期着色性能力更佳。     

复合改性水滑石的制备与表征

采用十二烷基硫酸钠(SDS)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对镁铝水滑石进行有机改性,得到插层改性和表面改性结合的复合改性水滑石。XRD、FTIR的分析结果表明:SDS已垂直插入水滑石层间,层间距达到2.72 nm,KH570只覆盖在水滑石表面,与层板表面羟基进行偶联。通过控制离子交换反应条件,有机阴离子可以插入水滑石层间完全取代CO2-3,反应生成的柱撑水滑石具有完整的层状结构。     

锌铝水滑石对PVC热稳定性能的影响

用共沉淀法制备锌铝水滑石,并采用XRD、FT-IR和SEM电镜扫描等现代分析方法对其表征测试,确定出合成锌铝水滑石的最佳条件.同时,进行热稳定性实验和热老化试验,并针对产品的热稳定性能得出重要结论.结果表明:共沉淀法的最佳合成条件是Zn/A1比为3:1,pH值为9～10,晶化20 h,在此务件下合成锌铝水滑石结晶度高,结构规整;锌铝水滑石添加PVC塑料的最佳配方比为PVC/硬脂酸/锌铝水滑石=100:2:1.5;热老化实验配方的最佳比例为:PVC/DOP/硬脂酸/锌铝水滑石=100:70:2:1.5.     

合成条件对电解锰渣制备水化硅酸钙的溶解性能与溶解动力学的影响

系统研究了由电解锰渣制备水化硅酸钙(C-S-H)材料过程中反应pH值、反应温度、晶化时间等因素对合成C-S-H材料的溶钙性能与溶解动力学的影响。结果表明,C-S-H材料的溶钙性能与溶解动力学与反应制备过程中反应pH值、反应温度、晶化时间等因素紧密相关,在反应pH值为12.0、反应温度为100℃、晶化时间为10 h的条件下制备所得的C-S-H材料溶钙能力最强,溶出钙离子浓度为11.52 mg/L,溶钙速率常数为0.076 54,C-S-H材料在水溶液中的钙溶出过程符合Avrami型溶出动力学模型。     

合成条件对电解锰渣制备水化硅酸钙的溶解性能与溶解动力学的影响

系统研究了由电解锰渣制备水化硅酸钙(C-S-H)材料过程中反应pH值、反应温度、晶化时间等因素对合成C-S-H材料的溶钙性能与溶解动力学的影响。结果表明,C-S-H材料的溶钙性能与溶解动力学与反应制备过程中反应pH值、反应温度、晶化时间等因素紧密相关,在反应pH值为12.0、反应温度为100℃、晶化时间为10 h的条件下制备所得的C-S-H材料溶钙能力最强,溶出钙离子浓度为11.52 mg/L,溶钙速率常数为0.076 54,C-S-H材料在水溶液中的钙溶出过程符合Avrami型溶出动力学模型。     

PE/改性水滑石阻燃复合材料的制备及性能研究

采用低相对分子质量聚丁烯(LMPB)对具有阻燃性能的水滑石进行表面包覆改性制备改性水滑石,通过熔融共混法分别制备聚乙烯(PE)/水滑石阻燃复合材料和PE/改性水滑石阻燃复合材料,探讨水滑石及改性水滑石含量对阻燃复合材料的加工性能、力学性能、阻燃性能及微观形貌的影响。结果表明:由于LMPB的增容和增塑作用,改性水滑石在PE基体中的分散良好,且与PE基体的界面黏结作用增强,PE/改性水滑石阻燃复合材料的各项性能均优于PE/水滑石阻燃复合材料。     

对苯乙烯磺酸钠修饰水滑石/丁腈橡胶复合材料的制备与性能研究

利用共沉淀法合成了硝酸根型水滑石(NO3-HT),将其与对苯乙烯磺酸钠(SSS)进行离子交换,制备对苯乙烯磺酸钠修饰的水滑石(SSS-HT)。用红外光谱(IR)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)对水滑石的结构和性能进行了表征。结果表明,经对苯乙烯磺酸钠修饰后的水滑石层间距由硝酸根型水滑石的0.8 nm扩大到了1.88 nm,对苯乙烯磺酸钠型水滑石的热稳定性有所提高。将其与丁腈橡胶(NBR)混炼,制备水滑石/橡胶复合材料。用红外光谱、硫化仪及热重分析对其结构与性能进行了研究。实验结果表明,随着水滑石含量的增加,NBR/水滑石复合材料的焦烧时间和正硫化时间逐渐缩短且经过有机修饰的水滑石变化幅度更大,同时水滑石的加入也提高了橡胶的热稳定性。     

对苯乙烯磺酸钠修饰水滑石／丁苯橡胶复合材料的制备与性能研究

利用共沉淀法合成了硝酸根型水滑石（NO3-HT）,将其与对苯乙烯磺酸钠（SSS）进行离子交换,制备对苯乙烯磺酸钠修饰的水滑石（SSS—HT）。用红外光谱（IR）、X-射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）对水滑石的结构和性能进行了表征。结果表明,经对苯乙烯磺酸钠修饰后的水滑石层间距由硝酸根型水滑石的0．8nm扩大到了1．88nm．对苯乙烯磺酸钠型水滑石的热稳定性有所提高。将其与丁苯橡胶（SBR）混炼。制备水滑石／橡胶复合材料。用红外光谱、硫化仪、力学性能测试仪及热重分析对其结构与性能进行了研究。实验结果表明,随着水滑石含量的增加,SBR／水滑石复合材料的焦烧时间和正硫化时间逐渐缩短且经过有机修饰的水滑石变化幅度更大,同时水滑石的加入也提高了橡胶的热稳定性和力学性能。     

间甲酚臭氧化反应动力学研究

采用停流光谱仪研究了在T=298 K,pH=3～7范围内溶解臭氧与间甲酚在水溶液中的臭氧化反应动力学,初步探讨了间甲酚臭氧化反应的机理。实验结果表明,间甲酚臭氧化总的反应是二级,对臭氧浓度和间甲酚浓度分别为一级。臭氧化反应速率常数随溶液pH的增大而增大,在T=298 K时,当pH从3变化到7,总的反应速率常数从6.28×103(mol/L)-1s-1增大到9.15×105(mol/L)-1s-1。     

Al/Mg水滑石层状超分子结构阻燃剂的制备

本文以氢氧化钠和碳酸钠混合物为沉淀剂,采用低饱和共沉淀法,制备Mg/Al水滑石层状超分子结构阻燃剂。考察反应沉淀过程pH对Mg/Al水滑石层状超分子结构阻燃剂的影响,用XRD对样品进行分析和表征。实验研究结果表明:当制备条件Mg/AL=3时,反应沉淀pH为10左右且[OH-]/[Mg2 Al3 ]=2时,合成的Mg/AL水滑石的晶相结构最完整。     

水滑石填充无卤阻燃三元乙丙橡胶

本实验研究了新型无卤阻燃剂水滑石以及复配阻燃剂微胶囊红磷填充在无卤阻燃三元乙丙橡胶中,对橡胶阻燃性能及力学性能的影响;并研究了运用不同硅烷偶联剂对水滑石进行表面处理对橡胶性能的影响。结果表明,水滑石的填充能有效提高橡胶阻燃性能,且微胶囊红磷对水滑石有很好的协助阻燃效应。经γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷表面处理,橡胶阻燃性及力学性能均有一定提高。     

水滑石对软质PVC的热稳定性及透明度的影响

探讨不同水滑石对软质PVC制品热稳定性及透明度的影响。实验结果显示:含锌的三元水滑石与二元的镁铝类水滑石相比,对软质PVC具有更好的透明性和初期热稳定性;水滑石对PVC制品透明度的影响与水滑石的表面性质和粒径有关,不同厂家生产的水滑石对PVC制品透明度的影响不同。