无机层状化合物的剥离技术及应用研究

从无机层状化合物构造出发,描述了不同电性无机层状化合物的结构和剥离方法.在此基础上着重介绍了层状锰氧化物的剥离过程,并利用剥离/重组技术成功合成了一系列纳米级锰氧化物功能材料,所合成的纳米级锰氧化物功能材料期待在选择性吸附剂、选择性催化剂及锂离子二次电池正极材料等方面得到广泛应用.     

无机层状化合物及其应用述评

无机层状化合物及其层间改性产物具有广阔的应用前景。本文综述了层状化合物的最新研究进展 ,以及利用层间嵌入反应制备纳米复合材料的方法和应用。     

回流法合成层状化合物α-磷酸钛及表征

用回流法合成了具有良好结晶度和大层间距的α-磷酸钛晶体（记为α-TiP），并用XRD，TEM，IR及TG／DSC等方法对其进行了表征。得到的晶体形貌规整并具有较高的热稳定性的磷酸钛。本实验对回流法合成α-磷酸钛的实验条件进行了系统研究，总结出了优化的合成条件。研究表明，当反应体系的P/Ti〉10（摩尔比）时在95℃下反应36h即可获得良好的α-TiP晶体。     

层状二氧化锰制备及应用研究进展

对国内外层状二氧化锰的制备方法及相关锰氧化物的应用现状进行综述,详细总结层状二氧化锰主要的制备方法,如固相反应法、水热合成法、溶胶-凝胶法、液相氧化-还原法等,对层状二氧化锰在锂电池电极材料、阳离子交换材料、吸附材料及污染物处理材料等领域的应用进行概述,并对其未来的发展趋势进行展望。结果认为:层状二氧化锰的制备与使用仍是今后一段时间内重点发展对象。固相法是在实际生产和研究实验中应用最多的一种方法,而液相法则因低投入、低能耗、污染小,是值得大力发展和推广的制备工艺路线。制备技术的不断成熟将使层状二氧化锰具有更广阔的应用前景。     

层状铋氧硫化合物的研究进展

近年来,层状铋氧硫(Bi-A-O-S,A为过渡金属元素或铋元素)化合物因具有良好的超导性、热电效应及光电响应等而受到广泛关注。其结构特征是由Bi-S层与A-O层间隔排列组成的层状结构,具有结构容忍性强、类型丰富等特点,为人们深入研究其物理机制并探索新型铋氧硫功能材料提供了可能。本文对具有层状结构的铋氧硫化合物的晶体结构与物理性能的最新研究进展进行了阐述和总结。     

类石墨层状硼碳化合物的导电和抗氧化性能的研究

通过高温高压方法制备了一种晶化程度较高的类石墨层状BC3化合物.在5.5GPa压力条件下,温度越高,制得的硼碳样品晶化越好,电阻率越小.在1500℃、5.5GPa下制得的层状硼碳样品的电阻率ρ=1.2×10-4Ω·m,略大于同等条件下制备的纯碳样品的电阻率ρ=1.1×10-4Ω·m.这种层状硼碳化合物在620℃左右开始氧化,比纯碳样品的初始氧化温度高大约100℃,替代的硼明显的改善了碳的抗氧化性能.     

铝基层状复合材料界面金属间化合物的研究现状

随着科学技术的进步和新技术、新产业的出现,特别是高、精、尖技术的迅速崛起和发展,各国对工程材料的需求也越来越广泛,对材料性能提出了越来越苛刻的要求。因此传统、单一的金属材料的应用领域受到很大的限制,越来越不能满足高新技术的发展要求。近年来,能源和资源的消耗日渐增多,许多矿产资源日益枯竭,为了节约资源和能源,减轻产品质量,环保绿色的复合材料已成为主流发展方向。异种金属复合材料通过选择不同的组元层,可具备多种优异性能,以满足抗磨损、抗腐蚀、抗冲击及高导热导电等特殊要求。目前,金属基复合材料在石油、机械、化工、电子及家用电器等许多领域得到了广泛应用。铝基层状复合材料兼具铝合金的耐腐蚀、高导热、低密度和其他组元层的优良性能,如不锈钢耐腐蚀、铜高导电导热散热、钛耐高温冲击耐腐蚀、镁低密度优良电磁波屏蔽性能等,可满足多种特殊使用要求。铝不锈钢、铝镍及铝钛复合材料的应用,可节约Cr、Ni、Ti等稀贵金属。为了使铝基层状复合材料具有良好的界面结合性能,异种金属复合后,通常进行扩散退火,然而异种金属扩散退火过程中若层状复合材料界面有金属间化合物生成,将会损坏组元层间的结合强度,甚至分层,严重影响复合材料的使用性能。因此,研究界面金属间化合物的形成及生长是开发铝基层状复合材料的关键。本文较为系统地阐述了常用铝/不锈钢、铝/钛、铝/镍、铝/铜、铝/镁五种铝基层状复合材料界面金属间化合物,介绍了界面金属间化合物相的组成及生长动力学,并给出了五种铝基层状复合材料界面化合物的生成条件。同时,揭示了铝基层状复合材料界面金属间化合物初始形成过程,包括金属相互扩散、到达最大固溶度后初始相的形成、金属间化合物不同相间的转变及金属间化合物厚度的增加,得到了界面化合物厚度与扩散退火时间和温度的关系,金属间化合物层厚度(X)与时间(t)之间的关系满足公式:X=kt~n(n为动力学指数)。此外,本文就Si对铝镍、铝钛层状复合材料界面金属间化合物的影响进行了预测。     

几种层状化合物对六价铬吸附性能的对比与讨论

柱撑蒙脱石和有机蒙脱石对Cr(VI)的吸附容量分别为8.9和3.7mg/g,二者在吸附容量上的差别主要和它们的表面性质有关.双金属氢氧化物(LDH)结构层之间的CO₃^2-离子难以被Cr(VI)交换,其吸附容量为11.3 mg/g.双金属氧化物(LDO)能够从水溶液中获取阴离子和水分子,并恢复重建LDH的结晶结构,它对Cr(VI)的吸附属化学吸附,其吸附容量在一般条件下为73 mg/g.通过抑制溶解CO₂对LDO吸附反应的干扰,它对Cr(VI)的吸附容量可达理论值.     

层状光催化纳米复合材料

本文对层状光催化纳米复合材料中掺杂物及载体的选择进行了分析 ,探索了它们的特殊性质。列举了该材料的研究新进展 ,并展望了下一步的研究和开发前景     

层状 K-Fe-Ti金属氧化物制备及光催化性能研究

以KNO3、Fe(NO3)3·9H2O、TiO2为原料,通过固相反应,制备出一种新型的光催化材料K-Fe-Ti层状金属氧化物,通过XRD、SEM以及TEM等分析表征,考察了不同配比,不同反应温度对产物结构和晶型的影响,发现配比为K:Fe:Ti=0．4:0．5:1．3(摩尔比)在1000℃反应温度下合成的催化剂结晶度和纯度都是最高的．并初探了这种新型层状金属氧化物在紫外光照射下的光催化制氢反应性能,产氢速率达到338．4μmol／h,表明具有较高的光催化活性,同时表现出显著的可见光吸收特性,是一种具有潜在应用前景的新型光催化材料．     

类水滑石的制备与改性及其在聚丙烯阻燃中的应用

采用共沉淀法制备了镁铝类水滑石（LDHs）前驱体,加入少量聚磷酸铵（APP）制得APP-LDHs,探讨了不同质量分数APP对LDHs晶体生长的影响;当APP在LDHs前驱浆液中添加量为0.8wt%时,将APP-LDHs与季戊四醇（PER）、硅烷偶联剂KH-550进行球磨混合,制备插层包覆改性的LDHs;通过XRD、FTIR、SEM和TG等对改性前后的LDHs进行了表征;采用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧测试（UL-94）、缺口冲击和弯曲实验等方法研究了LDHs改性前后LDHs/聚丙烯（PP）复合材料的阻燃性能及力学性能的差异。研究结果表明：APP的加入,未显著影响LDHs的层板生长,但其层板堆叠受到抑制;SEM观察表明,所制备的LDHs为片状,且经插层包覆改性后的LDHs粉体形貌较为规整,颗粒粒径为100~250 nm;改性LDHs在较高温度下的热稳定性显著优于未改性的LDHs;当PP中加入质量分数为20%的LDHs及改性LDHs时,可抑制PP燃烧时产生的熔滴,并促使LDHs/PP复合材料表面形成炭层;改性LDHs/PP复合材料具有更好的阻燃性能,且其冲击强度、弯曲强度等力学性能下降不明显。     

具有层状碱金属盐结构的氢氧化氨基苯甲酸锌的制备及表征

以自制的β-Zn(OH)2和氨基苯甲酸为原料,水热合成了具有层状碱金属盐(LBMS)结构的氢氧化氨基苯甲酸锌化合物。通过XRD、TG-DTA、SEM和TEM分析研究了合成产物的结构、形貌和热稳定性,探讨了合成条件对水热反应产物的影响及合成产物在有机溶剂中的剥离反应。当o-NH2C6H4COOH/Zn的摩尔比为1.2,水热温度70℃下反应12h时,得到的层状物具有板块状粒子特征,层间距为1.33nm;当m-NH2C6H4COOH/Zn的摩尔比为1.8,水热温度40℃下反应24h时,得到的层状化合物具有纤维状粒子特征,层间距为1.08nm。合成的层状物在醇溶剂中可发生剥离反应,层状氢氧化邻氨基苯甲酸锌在正丁醇中的剥离量为0.12g.L-1,层状氢氧化间氨基苯甲酸锌在乙醇中的剥离量为0.18g·L-1。     

Structural variations in layered alkaline earth metal cyclohexyl phosphonates

Two series of alkaline earth metal cyclohexyl phosphonates, M(C₆H₁₁PO₃H)₂(H₂O) (M = Ca, Sr and Ba) (1–3) and M(C₆H₁₁PO₃)(H₂O) (M = Mg, Ca, Sr, and Ba) (4–7) have been synthesized under mild reaction conditions. All new compounds have been characterized using elemental analysis, IR, TGA and powder X-ray diffraction techniques. The molecular structure of compound 2 determined using single crystal X-ray diffraction technique reveals a layered polymeric structure.     

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.     

锌铝层状复合氢氧化物的合成研究

该研究以硝酸锌、硝酸铝为原料,氢氧化钠为沉淀剂,采用恒定PH值法和变化pH值法进行共沉淀合成锌铝层状复合氢氧化物[ZnAl－LDH].全面探讨了各种因素在合成过程中的影响,以XRD分析确定其结构类型,通过TG－DTA考察其热行为．结果表明,在该研究的实验条件下,无需氮气保护,即可在较宽范围内合成结构单一、结晶度高的复合层状物．首次提出以115℃、2h的短时间水热处理代替传统的80℃、20h的回流处理,大大简化操作过程,缩短反应时间.实验结果表明,合成体系中pH值不同,合成LDH相应的Zn／Al比范围不同,而土板层间水含量又与合成物中Zn／Al比有关．在诸多的影响因素中,pH值是最关键的影响因素．     

Preparation of nanosheet by exfoliation of layered iron phenyl phosphate under ultrasonic irradiation

Synthetic layered iron phenyl phosphate (Fe(OH)(C₆H₅PO₄H)_1.6(H₂PO₄)_0.4·5.1H₂O: FePP), which is composed of a multilayer alternating bilayer of phenyl groups of the phosphates and amorphous iron phosphate phase, was exfoliated in ethanol under ultrasonic irradiation. The exfoliation of FePP was recognized at 10-10,000 ppm of FePP concentration. No reaggregation and reprecipitation of the nanosheets took place for at least 6 months of standing at room temperature. The UV-vis measurements indicated that the nanosheet dispersing solution possessed a UV absorption property which would be due to the charge transfer transition of Fe-O. The FePP nanosheet-doped silica gel with UV absorption property could be prepared by sol-gel process. The Beer's plot and EDX elemental mapping analysis for Fe and P revealed that the nanosheets are homogeneously dispersed in the silica gels.     

Charge bag model of superconductivity in intercalated layered compounds

In certain layered compounds the superconducting transition temperature (T _c ) is enhanced on intercalation. The superconductivity in these materials arises over a charge density wave background. To explain this enhancement inT _c we propose the charge bag model analogous to the spin bag model proposed earlier by Schrieffer as a mechanism for highT _c superconductivity.     

Additive layered manufacturing: sectors of industrial application shown through case studies

In modern industry, mass production has migrated to third world countries. To be competitive, European companies are forced to rapidly switch towards manufacturing of short series of customised products with added value. In European industry, a great effort has been made in order to customise products and give them an added value by developing new fabrication technologies. Additive layered manufacturing (ALM), also known as rapid manufacturing (RM), is a powerful tool that offers the necessary competitiveness to European companies. ALM comprises the use of layer-by-layer manufacturing in order to build a part by addition of material. Fabrication is performed directly from the 3D CAD model, which is sliced into layers that are printed one upon the other. Also known as free form fabrication, additive fabrication ‘unlocks’ design potential since part design obeys functionality, pushing the limits of manufacturability. In this paper, the authors review ALM technologies and the state-of-the-art of ALM applications in tooling, biomedicine and lightweight structures for the automotive and aerospace sectors. The authors present their experience in industrial application of additive fabrication through various industrial technology transfer projects made to transfer ALM technology to SMEs. Various case studies are presented and the achieved benefits of ALM are shown.     

新型层状La—Ni—O体系透氧膜的研制与透氧性能表征

首次提出一类新型的致密透氧膜材料，确定了其制备工艺条件，同时对透氧性能进行了测定，并探讨了结构特点与透氧机制之间的关系．