蛭石的钠化和有机插层蛭石的制备与表征

首先用Imol/L的NaCl溶液对蛭石进行钠化处理,再以5倍蛭石阳离子交换容量的十六烷基三甲基溴化铵为插层剂,对蛭石和钠化蛭石进行有机化插层处理.分剐用粉末X射线衍射、热重分析、等离子体发射光谱和扫描电镜对蛭石进行表征和观察.结果表明:蛭石的粒径和片层状结构的完整程度对钠化处理效果有较大影响,片层状结构完整、粒径大的蛭石经钠化处理后,可插层性提高;层状结构不完整,粒径较小的蛭石,钠化处理后可插层性降低.HDTMA+在蛭石层间主要以倾斜双层的方式排列.插层处理后,蛭石的层间距大幅提高,应用领域拓宽.     

有机蛭石制备及催化性能

<正>西南科技大学研究人员以硝酸为酸化剂、氯化钠为钠化剂、十六烷基三甲基溴化铵为插层剂,采用"酸化—钠化—插层"工艺制备了有机蛭石。对有机蛭石的XRD和阳离子交换容量(CEC)测试表明,采用0.1mol/L硝酸,饱和浓度的氯化钠和1.5倍蛭石CEC的十六烷基三甲基溴化铵时,插层效果最佳。     

微波法制备有机蒙脱石实验研究

以成都双流提纯、钠化膨润土为原料，以十六烷基三甲基溴化铵（HTMAB）为插层剂，用功率为480W的微波加热反应1min，就可使这种有机蒙脱石的胶体率达到98％，晶面间距增大到2．65nm，HTMAB阳离子以倾斜方式排列在蒙脱石结构片层问。与常规加热法相比，微波法制备有机蒙脱石缩短了反应时间，降低了耗能，减小了工作量，插层效果更好。     

白云母的化学膨胀性及插层性能研究

以双氧水为膨胀剂,采用加热方法对白云母进行了化学膨胀。确定了最佳膨胀工艺参数为：反应温度80℃、双氧水浓度30％、保温时间60min,在此反应条件下,白云母d（001）、面的层间距由0．912nm增大到0．999nm,膨胀效果显著。采用XRD、FTIR和TG／DSC分析技术,研究了以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为插层剂对钠化改型原样白云母和钠化改型膨胀白云母的有机插层性能。结果表明：在反应温度80℃、300％CEC的CTAB、保温时间60min条件下,原样白云母d（001）、层间距由0．912nm增大到1．006nm,膨胀白云母d（001）层间距由0．999nm增加到1．198nm,红外光谱和热分析证明有机插层剂很好地插入了白云母的层间。     

有机改性蛭石制备及其负载Ru催化性能研究

以新疆尉犁蛭石为原料, 依次进行酸化、钠化及有机柱撑获得有机改性蛭石(O-V), 并以O-V为载体制备催化剂Ru/O-V, 探讨了改性条件对蛭石物理结构的影响及催化剂Ru/有机蛭石的加氢性能。试验结果表明, 蛭石原矿经酸化和钠化改性后, 其阳离子交换容量(CEC)最大可以提高1.32倍。XRD结果显示, 改性后的蛭石结构完整, 经有机柱撑后其层间距由1.48 nm增大至4.09 nm。与催化剂Ru/Al₂O₃相比, 催化剂Ru/O-V在加氢反应中呈现出了优异的催化性能和较高的氧化还原稳定性。      

复合有机膨润土的制备及其对苯酚吸附性能的研究

以钙基膨润土为原料,在一定条件下合成了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)共同改性的复合有机膨润土(C-P-Bent),借助XRD、FTIR等手段对其物化性能进行表征,并将其应用于苯酚的吸附研究.结果表明,单一PDMS无法进入到膨润土层间,但一定量PDMS可插层到CTMAB改性土(C-Bent)层内,在层间与CTMAB及层板以范德华力相结合.当苯酚初始质量浓度为300 mg/L,CTMAB用量分别为0.5、0.6倍膨润土阳离子交换容量(CEC),PDMS用量均为0.2 mL时,C-P-Bent与C-Bent相比,对苯酚去除率分别从55.64％、63.22％提高到64.35％、74.55％.热力学研究表明,改性土对苯酚的吸附过程符合Freundlich和Langmuir方程,△Gθ绝对值数值约为3kJ/mol,苯酚吸附主要由层间有机相的分配作用产生.     

改性蛭石对有机污染物的吸附特性研究

用溴化十六烷基三甲铵对蛭石进行了改性,并研究了有机插层蛭石对水中萘胺、萘酚、苯胺、苯酚的吸附特性。结果表明:有机插层蛭石的层间距明显变大,对水中萘胺、萘酚的去除率可达90%以上,对苯胺、苯酚的去除率在80%左右。对有机污染物的吸附等温曲线符合Freund ish方程。有机插层蛭石对有机污染物的吸附既有水相与有机相之间的分配过程,又有物理吸附、静电吸附和离子交换吸附等吸附过程。     

新型有机膨润土的制备及脱色性能研究

通过X射线衍射分析、红外光谱分析等手段分析了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和己内酰胺复合插层有机膨润土的结构，用可见光分光光度法分析了有机膨润土对染料废水的吸附脱色性能。结果表明，不同比例CTMAB／己内酰胺复合插层有机膨润土的层间距均大于CTMAB插层有机膨润土的层间距，其中以3：1复合插层制备的有机膨润土对染料废水的吸附脱色率明显高于CTMAB插层膨润土，可用于染料废水的吸附脱色处理。     

自云母的化学膨胀性及插层性能研究

以双氧水为膨胀剂,采用加热方法对白云母进行了化学膨胀.确定了最佳膨胀工艺参教为:反应温度80℃、双氧水浓度30%、保温时间60min,在此反应条件下,白云母d(001)面的层间距由0.912nm增大到0.999nm,膨胀效果显著.采用XRD、FTIR和TG/DSC分析技术,研究了以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为插层剂对钠化改型原样白云母和钠化政型膨胀白云母的有机插层性能.结果表明:在反应温度80℃、300%CEC的CTAB、保温时间60min条件下,原样白云母d(001)层间距由0.912nm增大到1.006nm,膨胀白云母d(001)层间距由0.999nm增加到1.198nm,红外光谱和热分析证明有机插层剂很好地插入了白云母的层间.     

复合插层有机膨润土的制备及脱色性能研究

通过X-射线衍射分析(X-ray)、红外光谱分析(IR)等手段分析了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和己内酰胺复合插层有机膨润土的结构,用可见光分光光度法分析了有机膨润土对染料废水的吸附脱色性能.结果表明,不同比例CTMAB/己内酰胺复合插层有机膨润土的层间距均大于单阳离子CTMAB插层有机膨润土的层间距,其中以3:1复合插层制备的有机膨润土对染料废水的吸附脱色率明显高于CTMAB插层膨润土,可用于染料废水的吸附脱色处理.     

工业蛭石的矿物学属性及在“双碳”战略中的作用

基于工业蛭石的化学成分、矿物组成及热学与阳离子交换性等矿物学属性，重点讨论了灼烧膨胀法、插层膨胀法和插层-微波膨胀法对国内不同产地膨胀蛭石膨胀率的影响。结果表明，工业蛭石的矿物组成以金(黑)云母-蛭石间层矿物为主，含少量蛭石或金云母；工业蛭石由于结构中含有蛭石晶层而具有良好的加热或插层膨胀性与阳离子交换性；相对于灼烧加热膨胀法，采用微波膨胀法、插层膨胀法和插层—微波膨胀法可制备结构层不被破坏的高强度柔韧性膨胀蛭石。采用复合插层—微波膨胀法制备的高膨胀率膨胀蛭石为长条蠕虫状多孔轻质材料，膨胀倍数高达36倍，堆积密度仅为0.033 g/cm3，具有优异的轻质、保温和绝热性能。工业蛭石矿产具备战略性新兴矿产的许多特征，具有节能降耗和控制能耗强度并助力碳减排碳达峰的功能，在“双碳”战略和环保节能领域具有重要的作用。      

不同处理方法对白云母离子交换能的影响

白云母因片层上发生离子取代而呈现强电负性,对层间离子具有很强的静电吸引力,致其离子交换能很小,这严重阻碍白云母的剥离及其二维纳米材料的制备。为此,研究了不同处理方法对白云母离子交换能的影响。结果表明：白云母在750 ℃下煅烧后因发生脱羟基作用,使离子交换能增加0.11 mmol/g;750 ℃煅烧后经NaB(C₆H₅)4处理,其离子交换能仅小幅增大;750 ℃煅烧后经LiNO₃处理,离子交换能显著提高至0.65 mmol/g。样品的XRD和IR分析表明,煅烧以及煅烧后经LiNO₃处理均可显著增大白云母的层间距,降低层对层间离子的吸引力,提高离子交换能。因此,煅烧和煅烧后用LiNO₃处理,是制备高附加值白云母的重要方法。     

有机蒙脱土的制备与性能表征

本文采用十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵和双十八烷基二甲基氯化铵分别对蒙脱土进行有机改性,对样品进行了X-射线衍射、红外光谱和热稳定性分析。结果表明三种插层剂均已进入蒙脱土的层间,有机蒙脱土的层间距由1.54nm分别增加到2.14nm、2.84nm和3.80nm。通过对蒙脱土改性前后DTA和TG分析,发现经过有机化改性后的蒙脱土对层间水分子的吸附明显变弱,吸附水和结构水的脱除温度明显降低。实验结果证明,有机季铵阳离子完全可以插层进入蒙脱土层间,并且随着有机改性剂碳链的增长,蒙脱土的层间距增大。同时,有机改性剂进入蒙脱土晶层中明显改变了蒙脱土表面的亲疏水性能,使其由亲水性变为疏水性,这对利用有机蒙脱土制备纳米复合材料具有一定的指导意义。     

两种矿物/有机农用吸水材料的特性比较研究

膨润土和蛭石均为新疆的优势矿产资源,利用高能球磨的方法对膨润土与蛭石进行有机单体插层,使膨润土与蛭石产生剥离,形成一种具有纳米复合结构的有机—无机复合型新型吸水材料,对这两种吸水材料的吸水保水特性进行了对比研究。     

钛酸酯对电气石粉体的表面改性及表征

以沉降时间、吸油值、吸光度等为评价参数,优化了钛酸酯偶联剂对电气石粉体表面有机化改性的工艺条件。确定以蒸馏水作溶剂,钛酸酯的用量为电气石质量的4%,反应体系pH值为9,矿浆固液比为10:50,60℃下反应1.0h,所得改性电气石在液体石蜡中的沉降时间由原电气石的14min延长到467min;电气石表面的有机改性只降低了电气石表面的极性,而不改变电气石的晶体结构,且改性电气石的负离子释放量增加为未改性电气石的1.75倍。      

粘土的化学处理及工业应用研究

本文阐述粘土矿物的化学处理原理和方法，介绍我所有关粘土活化，表面修饰改性，层间插入及其工业应用产品开发研究的部分情况。     

石墨鳞片大小对膨胀容积影响的机理探讨

针对石墨鳞片大小对膨胀容积影响规律与机理研究较少的问题,论文选取不同大小鳞片石墨,在相同工艺条件进行膨胀实验。利用XRD和SEM对石墨精矿、层间化合物和膨胀石墨的结构与形貌进行了表征,建立反应动力学模型和膨胀石墨堆积模型。结果表明:随着石墨鳞片增大,膨胀石墨的膨胀容积越高。微观上,石墨层间化合物高温分解产生气体对大鳞片石墨作用时间长,致使层间距较大;宏观上,膨胀石墨的堆积方式不同致使膨胀容积差异。      

蛭石的剥分研究现状及应用前景

综述了热膨胀法和化学药剂法剥分蛭石的研究现状,并着重对其热膨胀前的改性预处理和剥分机理进行了探讨,旨在为其制备工艺的改进提供理论指导。最后,介绍了剥分蛭石在冷藏、包装、吸附、防火、隔热、隔音等方面的主要应用。