烷基铵在低层电荷蒙脱石上的等温吸附

蒙脱石/烷基铵复合物是一种高附加值的矿物复合材料,复合物中烷基铵的吸附量与其凝胶性能密切相关。以山东某低层电荷的膨润土为原料,在提纯、钠化的基础上,系统研究了80℃恒温条件下十八烷基三甲基铵(OTC)、十六烷基三甲基铵(CTAC)及十四烷基三甲基铵(TTAC)在蒙脱石上的等温吸附特性。研究结果表明,在80℃恒温交换体系中,当烷基铵的用量较高时,3种烷基铵在蒙脱石上均呈现超量吸附,且饱和吸附量都随着碳链长度的增加而增加。3种烷基铵在蒙脱石上的等温吸附特性均与Modified Lang-muir模型拟合较好,吸附数据曲线与Modified Lang-muir模型拟合度分别为0.992、0.986和0.979,相应的蒙脱石对烷基铵饱和吸附量分别是2.101、2.042和1.760mmol/g,与实验数据吻合较好。     

OTAB有机化改性蒙脱土的研究

以十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)作插层剂,采用阳离子交换法对蒙脱土进行有机改性.用单因素实验轮换法考察固液比、配料比、时间、温度及pH值等条件对改性效果的影响,确定最佳实验条件.同时借助XRD、热失重及红外光谱对有机土的结构和性能进行了表征.实验表明,在最佳实验条件下,OTAB分子插入到了蒙脱土片层间,使层间距从1.081nm增大到2.025nm.在与环氧树脂基体复合后,d001衍射峰消失,表明有机土被充分剥离,与环氧具有很好的相容性.     

钠基蒙脱土的有机改性及其表征

为了改善蒙脱土的层间结构,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)对钠基蒙脱土进行有机插层改性,并且考察了有机阳离子种类、反应温度、pH值及有机阳离子加入量对插层效果的影响。使用X射线衍射仪 (XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)对样品进行了系统的分析。结果表明,OTAC插层效果比CTAB好,适宜的改性温度为80℃,在一定的范围内,pH的减小有利于插层,有机阳离子加入量为2倍于阳离子交换容量(CEC)时插层效果最理想。在此条件下,成功制备了有序高层间距纳米有机蒙脱土,晶面间距达到4.12 nm,甚至有部分片层剥离。     

共沉淀法制备硅酸锆包裹炭黑及其高温稳定性

以正硅酸乙酯和氧氯化锆为原料, 采用溶胶共沉淀法制备了硅酸锆包裹炭黑复合粉体。利用XRD、SEM、色度计和粒度分析仪等手段对样品进行了表征。采用正交试验考察了前驱体pH值、煅烧温度、矿化剂种类和用量等工艺条件对复合粉体高温稳定性的影响。结果表明, 矿化剂和煅烧温度是最重要的影响因素。最佳的工艺条件是前驱溶液pH为5、矿化剂为5wt%LiF、煅烧温度为1150℃。该工艺条件下形成的球形镶嵌结构能够有效防止炭黑被氧化。获得的硅酸锆包裹炭黑粉体具有较好的高温稳定性, 粒度分布符合陶瓷色料的要求。该粉体用于熔块釉中, 1000℃烧成仍然具有较好的发色效果。     

蒙脱石有机插层复合物的制备及XRD分析

以辽宁某地钙基蒙脱石为原料,经碳酸钠钠化改型后,用十六烷基三甲基溴化铵作插层剂对其进行有机插层处理,考察插层剂的最佳用量。采用XRD技术对所研制的蒙脱石有机插层复合物进行分析,结果表明,插层剂用量为120%mmol/100gCEC时所制备的蒙脱石有机插层复合物的插层效果最好。     

碳-蒙脱石二维纳米复合粉体制备与提纯

以聚乙烯醇、钙基蒙脱石为原料,通过溶液插层、碳化和气流粉碎工艺和技术制备碳-蒙脱石二维纳米粉体。物相和粒径分析结果表明:在钙基蒙脱石、聚乙烯醇、水的质量比为5∶5∶90的反应体系中,获得层间距d(001)=2.11 nm的聚乙烯醇-蒙脱石插层型复合粉体;400℃碳化该复合粉体获得具有三明治结构特征的碳-蒙脱石复合粉体(d(001)=1.56 nm);将碳-蒙脱石复合粉体气流粉碎可得含碳质量分数为6%左右,平均片径约为2μm,厚度小于30 nm的碳-蒙脱石二维纳米粉体,以管状、单片和多片层堆积等形态存在于体系中。通过梯度离心分离法可以提取不同片径的碳-蒙脱石二维纳米复合粉体。     

原位插层聚合法制备聚苯乙烯/海泡石纳米复合材料

采用十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)作为有机插层剂对海泡石进行了有机化处理,该有机化的海泡石粒子在苯乙烯单体中很容易地均匀分散并形成稳定的胶体溶液.通过对分散有海泡石的苯乙烯进行原位插层聚合制备了聚苯乙烯/海泡石纳米复合材料.并用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对聚苯乙烯/海泡石复合材料的结构进行了表征.研究表明聚苯乙烯的大分子链插入到海泡石片层间,形成了部分插层、部分剥离型纳米复合材料.     

pH值对聚合钛离子/蒙脱石复合结构及其TiO2纳米粒子的影响研究

采用水解-插层复合法,以TiOSO4.2H2O为TiO2的前驱体,蒙脱石为复合基体,通过控制蒙脱石悬浊液pH值,制备了不同的蒙脱石复合结构样品.采用XRD研究了样品的结构、物相、晶粒大小等属性的变化.结果表明,蒙脱石悬浊液的pH值对TiOSO4.2H2O水解属性有较大的影响,从而影响水合氧化钛/蒙脱石的复合结构特性,当蒙脱石悬浊液pH为0.5时,电价较低且聚合度较小的聚合钛离子易于进入蒙脱石层间域,对蒙脱石结构层的分散剥离作用最好;经700℃热处理的TiO2/蒙脱石复合结构样品中,锐钛矿晶粒尺寸最小达到13.4 nm;经1100℃热处理后,复合结构中锐钛矿相对含量达到35%;与纯纳米TiO2样品相比,TiO2/蒙脱石复合结构中的TiO2具有更高的锐钛矿相向金红石相转变的温度及更小的晶粒尺寸.蒙脱石结构层对TiO2的相转变和晶粒长大都具有明显的阻滞作用.     

去离子水中分散剂对复合纳米ZnO-CeO_2粉体的分散效果

纳米颗粒在有机溶剂中能较好分散,但有机溶剂有毒,且成本高。以去离子水为介质,分别加入分散剂吐温-80、十二烷基苯磺酸钠(SDBS),对复合纳米ZnO-CeO2粉体进行分散。采用傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪和透射电镜对分散物进行分析,研究了不同分散条件下的分散效果。结果表明:50 mL去离子水、0.5 g复合纳米ZnO-CeO2粉体体系中,采用吐温-80分散,其用量为1.0 g,pH值为5,温度为60℃,超声时间为20 min时,分散效果最佳;采用SDBS分散,其用量为1.5 g,pH值为5,温度为50℃,超声时间为20 min时,分散效果最佳;复合纳米ZnO-CeO2粉体经2种分散剂分散后,表面被均匀包覆,且分散体系稳定,团聚现象明显降低,晶型无变化;非离子型分散剂吐温-80的分散效果优于阴离子型分散剂SDBS的。     

纳米TiO2粉体分散工艺优化

为了充分利用纳米TiO2粉体的光催化特性,采用物理分散与化学分散相结合的方法,以蒸馏水为介质,对纳米TiO2粉体进行均匀分散;用体积沉降率评价法优选最佳分散剂,并通过正交实验得出纳米TiO2粉体的最佳分散工艺条件;采用透射电镜和激光衍射粒度仪对分散效果进行表征。结果表明,纳米TiO2粉体的最佳分散工艺条件如下:纳米TiO2粉体的质量分数为1%,以质量分数分别为0.5%、1%的聚丙烯酸铵、聚乙二醇为复合分散剂,分散液pH为7.0,高速剪切乳化机作用时间为30 min,转速为5 000 r/min,超声波作用时间为10 min;分散液中纳米TiO2粉体的粒径主要集中在30~50 nm,粒径分布均匀,分散效果稳定。