柱撑蒙脱石及其热处理产物孔性研究

用Keggin离子(聚合羟基铝离子)与蒙脱石作用制备了羟基铝柱撑蒙脱石.对羟基铝柱撑蒙脱石及其热处理产物采用X射线衍射分析(XRD)和比表面积(BET法)及孔径分析等方法对其进行了研究.XRD结果表明,羟基铝柱撑蒙脱石底面间距约为2.13nm,热处理(300-650℃)后转变为1.74nm左右.分析表明,铝柱撑蒙脱石比表面积增大为231.6m²/g,比原始蒙脱石增大约7倍.比表面积的增大主要是由于微孔的比表面积的增加,说明柱撑过程主要使蒙脱石的微孔孔隙增多.经热处理后,铝柱撑蒙脱石的孔性发生了很大变化:随着处理温度升高,其比表面积降低,平均孔径增大,微孔体积减少.比表面积的降低主要是由于微孔比表面积的降低.说明热处理使得铝柱撑蒙脱石微孔结构遭到破坏.     

蒙脱土层间柱撑碳化及层间域孔特性表征

用丙烯酰胺改性钠基蒙脱土,然后分别在200,400,600℃下碳化4h,制得了柱撑蒙脱土。用扫描电镜对样品形貌进行对比,采用比表面积仪及孔径测定仪对材料的多孔性质,包括比表面积、孔结构以及孔径分布进行了分析,采用X射线衍射仪对柱撑的片层结构做了研究,采用综合热分析仪进行了热分析,并对热重曲线(TG)和差示热分析曲线(DTA)进行了分析。结果表明,柱撑蒙脱土的微观形貌呈片状,随着处理温度的升高,其片层结构更加明显,同时,碳柱撑蒙脱土的比表面积依次增加。     

碳柱撑粘土的制备与表征

用十六烷基三甲基溴化铵和苄基三甲基氯化铵改性膨润土制备了碳柱撑粘土,并对其性能进行了表征.用Cam-bridge S-360型扫描电镜对样品进行了表面形貌对比表征,采用美国ASAP2020型比表面积及孔径测定仪对材料的多孔性质包括比表面积、孔结构、以及孔径分布进行了全面分析,用日本D/MAX-2200PC自动X射线衍射仪对碳柱撑粘土的片层结构做了研究,最后对碳柱撑粘土的热重曲线(TG curve)和差示扫描量热曲线(DSC curve)进行了分析.结果表明:碳柱撑粘土的微观形貌呈针片状,平均孔径较有机粘土小,比表面积增大,碳柱撑粘土的主要结构是碳化的大粒子柱撑而构成的二维孔道,烧结后的有机粘土的热稳定性大大提高.     

柱撑蒙脱土的真空脱氢炭化及孔结构变化研究

采用十六烷基三甲基溴化铵对钠基蒙脱土经过有机化柱撑后在真空条件下进行脱氢炭化处理制备得到炭化柱撑蒙脱土。采用热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及氮气吸脱附等方法对炭化柱撑蒙脱土的热稳定性、层间距及孔结构等方面进行了表征和分析。结果表明:经过脱氢炭化处理,柱撑蒙脱土的热稳定性有了明显提高。样品形貌呈片层状,孔结构以中孔为主。随着炭化温度的升高,样品的片层结构更加明显,层间距和平均孔径表现为先增大后减小,比表面积表现为持续增大,孔结构更加发达,吸附性能得到大大提升。     

硅基柱撑蒙脱石的制备及催化性能研究

以钠基蒙脱石为原料,采用溶胶-凝胶法制备Si溶胶柱化剂,并采用离子交换法制备硅基柱撑蒙脱石。研究了不同硅烷含量和水浴反应温度对柱撑蒙脱石的影响。X射线衍射分析表明:在硅烷含量为14mL、水浴反应温度为50℃的条件下,制备出d(001)值为1.6114nm的硅基柱撑蒙脱石。并且研究了Si基柱撑蒙脱石催化环己醇脱水制备环己烯的反应;在Si基柱撑蒙脱石用量为环己醇质量的10%、温度为190℃、反应时间为1h时,环己烯收率可以达到71.93%。     

铈铝柱撑锂皂石纳米复合材料的制备与表征

以合成锂皂石(Laponite)为原料,采用微波插层反应制备了铈铝柱撑锂皂石纳米复合材料;通过测定比表面积、ETIR、XRD、TEM、SEM等分析手段,对纳米复合材料的结构进行了表征.结果表明:铈铝能以氧化物的形式柱入锂皂石的结构中,使复合材料形成结晶度更强的层状微晶结构;随着铈铝柱化剂/锂皂石的质量比(Xm)从0.00增加至0.10,锂皂石(Xm=0.00)的比表面积从189.3m2·g-1增大至298.1 m2·g-1,片层结构的层间距d001值由1.3771nm扩大至1.3923nm;随着质量比Xm的增加,片层结构的层面更丰富、片层结晶度也逐渐增强.     

镍铝基柱撑蒙脱石的热行为研究

以钠基蒙脱石为原料,采取共聚法制备镍铝基柱化剂,并用湿法工艺合成镍铝基柱撑蒙脱石,采用X射线衍射、傅里叶红外光谱分析以及N2吸附-脱附等分析方法对柱撑蒙脱石的热处理(300~700℃)产物进行研究。研究结果表明:随着焙烧温度的升高,镍铝柱撑蒙脱石层间的聚合羟基阳离子发生脱水脱羟基反应,羟基阳离子释放的质子进入Si-O八面体层,与Si-O-Al键反应形成Si-OH和Al-OH键。柱撑蒙脱石随焙烧温度的升高,结晶性变差,当温度达到600℃时,(001)面衍射峰已不明显,层结构受到严重破坏,比表面积大幅减小。d(001)由1.9023nm减小至1.3591nm,比表面积由156.39m2/g减小到71.02m2/g,而平均孔径由5.126nm增加至9.362nm。     

钛柱撑蒙脱石的结构及其催化还原特性

柱撑粘土是当前分子工程学研究最为普遍的一族微孔/介孔材料.Ti柱撑粘土以其热稳定性高、表面酸性强和催化性能高而引人注目.采用水解法制备了Ti柱撑粘土(Ti-PILC),通过X射线衍射分析(XRD)、比表面积和孔径分布(BET)、氢程序升温还原(H2-TPR)等方法研究了TiO2在Na蒙脱石上氧物种的催化反应特性.结果表明,Ti柱撑粘土比表面积急剧增大,但TiCl4水解法产生的高浓度酸对皂土结构有一定影响,Ti柱撑粘土的还原温度要比单纯的TiO2粉体降低500℃,具有更高的氧活性,可望在催化领域得到应用.     

SiO2柱层状钛酸的制备及光催化性能

采用分步反应法制备SiO2柱层状钛酸(SiO₂-H₂Ti₄O₉)光催化材料, 研究了制备过程中烷基胺的链长、胺预撑后的洗涤方式以及与正硅酸乙酯(TEOS)水热反应时间等因素对SiO₂-H₂Ti₄O₉结构的影响. 以亚甲基蓝(Methylene Bule, MB)为探针反应物, 考察了SiO₂柱层状钛酸的光催化性能. 结果表明, 随着烷基胺链长增加, 层间距增大, 有利于在层间引入TEOS; 用1:1的乙醇水溶液洗涤正十二胺撑后的产物的结晶度显著高于用无水乙醇洗涤的产物; 胺撑后的产物与TEOS在130℃条件下水热反应两次可得到层间距为1.45nm、比表面积为148.4m²/g、结构较规整的SiO₂-H₂Ti₄O₉柱层状材料. 该柱层状材料对亚甲基蓝具有较高的光催化活性.     

含铁柱撑膨润土光催化降解OrangeⅡ

制备了两种含铁柱撑膨润土(Fe—Al—Bent和Fe—Bent),用XRD、BET、TEM对它们进行了性能表征。以偶氮染料OrangeⅡ为目标降解物,考察了它们作为复相Fenton催化剂的光催化性能,以及溶液的pH、H2O2浓度、催化剂用量对OrangeⅡ降解的影响．并与相应的均相Fenton反应进行了比较。结果表明Fe—Al—Bent和Fe—Bent具有很高的比表面积(分别为194．2和114．6m^2／g),用Fe—Al—Bent或Fe—Bent作光催化剂的复相光助Fenton反应的催化性能明显优于相应的均相光助Fenton反应。此外复合铁铝柱撑膨润土(Fe-Al-Bent)比单一的铁柱撑膨润土(Fe-Bent)在反应过程中具有更低的铁离子溶出量,它们还具有分离简单、重复使用性好等特点。     

铁柱撑膨润土及染料橙二的光催化降解

通过铁盐与膨润土浆液反应制备铁柱撑膨润土(Fe-Bent)催化剂,结合X射线衍射(XRD)、比表面孔隙分析(BET)和高分辨扫描电镜(TEM)对催化剂晶相、比表面积和粒度进行表征。表征结果证实其具有很高的比表面积,铁以高催化活性的α-Fe2O3存在于复相催化剂中。以橙二为目标污染物,考察了不同类型的催化剂、催化剂用量以及H2O2浓度对其降解的影响,并与均相Fenton反应进行了比较。结果表明：使用铁柱撑催化剂,复相的Fenton反应对橙二的降解性能高于均相Fenton反应,且其具有良好的重复使用性。     

钛柱撑蒙脱石颗粒的制备及其对镉离子的吸附

为脱除废水中镉离子,以钠基蒙脱石作基质材料,钛酸四丁酯为钛源,制备了钛柱撑蒙脱石。然后将聚乙烯醇、海藻酸钠、钛柱撑蒙脱石以一定的质量比制备钛柱撑蒙脱石颗粒,并进行颗粒的散失实验及镉离子的吸附实验,同时进行吸附等温线及吸附动力学研究。结果表明,Ti-MMT具有较大的晶面间距(d_(001)=3.43 nm)。当m(聚乙烯醇)∶m(海藻酸钠)∶m(钛柱撑蒙脱石)=0.6∶1.0∶20.0时,投加0.25 g颗粒于pH值=6的100 mg/L的镉离子废水中,在40℃下,吸附120 min,颗粒对Cd~(2+)的吸附量达到7.89 mg/g,去除率达到98.63%,且颗粒对Cd~(2+)的吸附符合Langmuir等温线模型,吸附动力学符合拟二级动力学方程。     

磷酸铬铝粘结剂的制备及其热处理中的相变

以Al(OH)3、H3PO4、CrO3和CH3OH为原料制备磷酸铬铝,通过对反应体系粘度及其吸潮率、热失重率的监测,确定反应的物质的量比、温度及反应时间。采用DTA-TG、IR和XRD分析研究了体系的固化特性和耐热性能。结果表明,反应的最佳条件为:反应温度80℃,n(Al(OH)3)∶n(H3PO4)∶n(CrO3)=3∶9∶1,反应时间为1h。磷酸铬铝粘结剂在300～1000℃时是非晶相,1100℃时是Cr(PO3)3和AlPO4两种晶型,1200℃时是Cr4(P2O7)3和AlPO4两种晶型。     

不同酸催化剂对有机-钛柱撑蒙脱石复合材料光催化活性的影响

以钛酸丁酯为前驱体,分别采用醋酸和盐酸为溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶的酸催化剂,将制备的溶胶分别加入经阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵改性的浙江临安和内蒙古膨润土中,制备了有机-钛柱撑膨润土复合光催化剂,并对其进行XRD,SEM,BET表征.实验结果表明:钛阳离子经交换进入了膨润土层间,并以锐钛矿型的晶形存在,而且制备的复合光催化剂具有较好的层状结构,其比表面积均比相应的未经柱撑的膨润土的比表面积大.并且以甲基橙为目标污染物,考察了所制备的有机-钛柱撑膨润土复合光催化剂的吸附性能和光催化活性,发现两种方法所制备的复合光催化剂均具有较好的光催化活性.但是由于在醋酸介质中溶胶的水解速度较慢,可形成稳定均质的凝胶,因而形成的TiO2粒径相对较小,因此对于不同类型的膨润土,以醋酸为酸催化剂制备的复合光催化剂均比用盐酸为酸催化剂制备的复合光催化剂的催化活性好.     

SiO2柱层状钛酸的制备及光催化性能

采用分步反应法制备SiO2柱层状钛酸(SiO₂-H₂Ti₄O₉)光催化材料, 研究了制备过程中烷基胺的链长、胺预撑后的洗涤方式以及与正硅酸乙酯(TEOS)水热反应时间等因素对SiO₂-H₂Ti₄O₉结构的影响. 以亚甲基蓝(Methylene Bule, MB)为探针反应物, 考察了SiO₂柱层状钛酸的光催化性能. 结果表明, 随着烷基胺链长增加, 层间距增大, 有利于在层间引入TEOS; 用1:1的乙醇水溶液洗涤正十二胺撑后的产物的结晶度显著高于用无水乙醇洗涤的产物; 胺撑后的产物与TEOS在130℃条件下水热反应两次可得到层间距为1.45nm、比表面积为148.4m²/g、结构较规整的SiO₂-H₂Ti₄O₉柱层状材料. 该柱层状材料对亚甲基蓝具有较高的光催化活性.     

铁铝柱撑二硫化钼的合成与表征

采用取代反应获得了具有Keggin结构的聚合羟基铁铝离子,并通过单分子层技术将聚合羟基离子嵌入到二硫化钼的层间,制得了层间距1.394至1.513nm的柱撑二硫化钼复合材料.研究表明,随着Fe/Al比的增加,层间距逐渐下降,颗粒度逐渐增大,比表面积逐渐降低.催化实验表明,柱撑材料将S2-催化氧化为S2O3^2-,其催化活性是2H-MoS2的4～5倍,且光催化活性大于催化活性.这与材料比表面积增加所导致催化活性部位的增多,以及光致电子-空穴对的产生有关.     

溶液插层法制备聚乳酸/氧化锌柱撑皂石纳米复合材料及性能表征EI北大核心CSCD

通过微波水解法制备了氧化锌(ZnO)柱撑皂石,并以其为助剂,利用溶液插层法制备了聚乳酸(PLA)/ZnO柱撑皂石纳米复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对ZnO柱撑皂石及PLA/ZnO柱撑皂石纳米复合材料的结构进行了表征,并对其力学性能和热稳定性能进行了测试。微观结构分析表明,ZnO柱撑皂石呈剥离状,并均匀分散在PLA基质中。力学性能研究表明,加入PLA基质质量0.3%的ZnO柱撑皂石有助于改善PLA复合材料的拉伸强度。DSC结果显示,加入ZnO柱撑皂石后,PLA的结晶度从21.2%增加到40.9%,说明纳米ZnO柱撑皂石可以消除PLA复合材料冷结晶,有助于提高PLA复合材料的结晶度,与XRD分析相吻合;热重分析显示,加入ZnO柱撑皂石后,PLA复合材料的热分解温度从353.3℃升高到360.35℃,表明ZnO柱撑皂石可以提高PLA复合材料的热稳定性。     

溶液插层法制备聚乳酸/氧化锌柱撑皂石纳米复合材料及性能表征

通过微波水解法制备了氧化锌(ZnO)柱撑皂石,并以其为助剂,利用溶液插层法制备了聚乳酸(PLA)/ZnO柱撑皂石纳米复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对ZnO柱撑皂石及PLA/ZnO柱撑皂石纳米复合材料的结构进行了表征,并对其力学性能和热稳定性能进行了测试。微观结构分析表明,ZnO柱撑皂石呈剥离状,并均匀分散在PLA基质中。力学性能研究表明,加入PLA基质质量0.3%的ZnO柱撑皂石有助于改善PLA复合材料的拉伸强度。DSC结果显示,加入ZnO柱撑皂石后,PLA的结晶度从21.2%增加到40.9%,说明纳米ZnO柱撑皂石可以消除PLA复合材料冷结晶,有助于提高PLA复合材料的结晶度,与XRD分析相吻合;热重分析显示,加入ZnO柱撑皂石后,PLA复合材料的热分解温度从353.3℃升高到360.35℃,表明ZnO柱撑皂石可以提高PLA复合材料的热稳定性。     

铂修饰的TiO2柱撑膨润土复合光催化剂的制备及光催化活性研究

钛酸四异丙酯在醋酸溶液中水解生成的多核钛离子经离子交换反应插入到膨润土层间，制得钛柱撑膨润土(TiO2-PILC)，再通过光沉积法合成了一系列不同铂量修饰的钛柱撑膨润土(Pt-TiO2-PILCs)；用XRD、BET和TEM对制得的复合催化剂进行了性能表征；以五氯酚钠为目标污染物，考察了它们的催化活性．结果表明：柱撑膨润土中TiO2主要以锐钛型存在，含铂的Pt-TiO2-PILCs的催化活性明显高于TiO2-PILC．此外该复合催化剂还具有回收容易、重复使用性好等特点．     

TiO_2/硅柱撑蒙脱石复合材料的制备及其光催化性能

利用溶剂化作用,将十二胺和正硅酸四乙酯同时插层进入十六烷基三甲基有机阳离子改性蒙脱石层间,在十二胺的碱性催化作用下,正硅酸四乙酯在蒙脱石层间原位水解得到硅酸及有机物混合插层蒙脱石,将此混合插层化合物在550℃煅烧后得到具有介孔的硅柱撑蒙脱石载体。用此载体负载TiO2在低温下制备得到了TiO2/硅柱撑蒙脱石纳米复合材料,用XRD、TEM和N2低温吸附-脱附等技术对所制备的载体及复合材料进行了表征。以五氯酚钠的光催化降解为探针反应,考察了复合材料的光催化性能。实验结果表明:复合材料的光催化性能较原始钙钠基蒙脱石负载的催化剂光催化性能有较大提高,柱撑蒙脱石和TiO2在光催化反应中存在较大的协同效应。