十二烷基硫酸钠表面改性水滑石对PVC热稳定性能的影响

采用十二烷基硫酸钠(SDS)对镁铝镧碳酸根型水滑石(LDHs)表面进行湿法改性,讨论了不同改性条件对聚氯乙烯(PVC)静态热稳定性能的影响,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱仪(FTIR)进行表征。采用刚果红试纸法、烘箱变色法、转矩流变法、热重分析法等测定了SDS改性前后PVC/LDHs样品的热稳定性能。结果表明,恒定pH=7,SDS为LDHs质量的10%,水浴80℃下搅拌3 h,改性效果最佳;SDS并未破坏LDHs的晶体结构,仅吸附在表面,增强了与PVC的相容性;改性后的PVC/LDHs样品静态及动态热稳定时间达65、28.5 min,改善了后期着色,更易塑化成型;最大质量损失速率对应温度为346℃,较未添加前增加55℃,能较好地抑制PVC的热降解。

镁铝水滑石抑制聚乙烯粉尘爆炸特性与机理

为寻求新型、清洁、高效的聚乙烯粉尘爆炸抑制剂,将镁铝水滑石用于聚乙烯粉尘爆炸抑制,并从爆炸超压和最低着火温度两方面,分析了镁铝水滑石抑制聚乙烯粉尘爆炸特性,并与氢氧化铝、氢氧化镁进行对比。结果表明,镁铝水滑石对聚乙烯粉尘爆炸超压和最低着火温度的抑制作用均优于氢氧化铝和氢氧化镁。在爆炸超压的抑制方面,在抑制比为2时,镁铝水滑石可完全抑制聚乙烯粉尘爆炸,而氢氧化铝和氢氧化镁对聚乙烯达到完全抑爆所需的抑制比分别为4和5。最低着火温度的抑制方面,抑制比为1时,镁铝水滑石可使聚乙烯粉尘的最低着火温度提高290℃,大于氢氧化铝的260℃和氢氧化镁的250℃。此外,结合镁铝水滑石的热解特性及红外光谱,从物理作用和化学作用两个方面对聚乙烯粉尘爆炸的抑制机理进行分析,揭示了阻断爆炸反应的进程。

利用铝灰制备镍镁铝三元水滑石

将铝灰制备成铝盐,作为其中的原料,采用共沉淀法制备了改性水滑石-镍镁铝三元水滑石。通过场扫描电镜、X射线衍射、傅里叶红外等对其进行了表征,结果显示,成功的合成了类水滑石。铝灰得到了资源再生化利用,同时也为固废物的资源化再利用提供了新方法和新思路。

钨掺杂镍铁水滑石高效电催化析氧反应

电解水对制备可持续和清洁的氢气能源至关重要。电解水的阳极析氧反应设计复杂的4-电子转移过程,所需能耗较高,是电解水的速控步骤。催化剂对于析氧反应的进行具有重要作用。镍铁水滑石是最具潜力的碱性非贵金属析氧反应(OER)催化剂,但是由于水滑石导电性差、活性位点暴露不充分、对反应中间体吸附较弱等问题,催化活性还需要进一步提高。如何提升催化活性已经被科学家们广泛关注,比如:制造缺陷、掺杂、将水滑石剥离为单层结构和组装为阵列结构等。在本论文中,通过简单的“一锅法”醇解合成了一系列不同量W掺杂NiFe-LDH的样品。XRD结果表明合成的NiFeW-LDH的衍射峰与完美NiFe-LDH标准卡片相同,没有其他的衍射峰,表明W没有单独成相,被成功掺杂进入NiFe-LDH。扫描电镜表明NiFeW-LDH为纳米片(尺寸约为~500 nm)组成的3d立体花状结构,且材料中Ni、Fe和W均匀分布。XPS表明材料中W的价态为6+,与未掺杂的NiFe-LDH相比,Fe向高价态移动,表面吸附的OH增多。在密度泛函理论(DFT)计算中,结果同样表明W6+掺杂有利于H2O和O*中间体的吸附,提高了Fe位点的活性。在1 mol∙L^(−1) KOH中,NiFeW-LDH达到10 mA·cm^(−2)所需过电位是199和237 mV,这比大多数的NiFe基粉末催化剂的性能好。综上,实验和计算表明W掺杂调控催化剂中Fe位点电子结构,优化对反应中间体的吸附,使催化剂具有更高活性。

海藻酸钠/三元水滑石复合微球的制备及其吸附性能研究

采用水热法将十二烷基苯磺酸钠(SDBS)修饰到煅烧的MnMgFe三元水滑石上,结合海藻酸钠(SA)阳离子形成新型复合微球(SA@MFMc-S),用于吸附亚甲基蓝。该策略具有绿色环保、易回收利用、受pH值和温度影响较小的优点。利用单因素变量实验对反应条件进行优化,并拟合吸附动力学、热力学模型,初步分析了材料的吸附机理。结果表明:最佳实验条件为303 K、pH=8、固液比为0.33 g·L^(-1)、反应时间为360 min。吸附过程符合Langmuir吸附等温线,最大吸附容量为743.86 mg·g^(-1),是自发的放热反应,吸附动力学可用伪二级动力学方程描述。经SEM-EDS、BET、XRD、FTIR方法表征吸附前后的微球,发现主要参与吸附反应的官能团是羧基和羟基,同时存在苯环之间的π-π键作用力。这项研究成果为高浓度亚甲基蓝废水处理提供了一种高去除率和高吸附容量的绿色方法。

添加Al(NO_(3))_(3)对镁合金表面水滑石蒸汽涂层耐蚀性能的影响

目的研究原位蒸汽法制备层状双金属氢氧化物(LDH)的反应机理,以及添加Al(NO_(3))_(3)对AZ91D镁合金表面水滑石蒸汽涂层耐蚀性的影响和耐蚀机理。方法在蒸汽源中添加不同浓度的Al(NO_(3))_(3),以提供Al3+,采用原位蒸汽法在150℃下进行5 h水热反应,在AZ91D镁合金表面制备水滑石蒸汽涂层。使用XRD、FT-IR、SEM、EDS等测试手段对水滑石蒸汽涂层进行表征,通过动电位极化、电化学阻抗和盐雾试验,研究水滑石蒸汽涂层的生长机理及腐蚀机理。结果基于不同浓度梯度的Al(NO_(3))_(3),在AZ91D镁合金表面成功制备了水滑石蒸汽涂层,涂层的主要组成物相为Mg(OH)_(2)、Mg-Al-NO_(3)LDH、Mg-Al-CO_(2)LDH。Al(NO_(3))_(3)/LDH相较于未添加Al(NO_(3))_(3)得到的LDH,其生长均匀、结构致密,耐腐蚀性能由大到小的顺序为LDH-100、LDH-200、LDH-50、LDH-20、LDH、AZ91D镁合金。水滑石蒸汽涂层的腐蚀产物主要为Mg(OH)_(2)、MgCO_(3)。结论在添加100 mmol/L的Al(NO_(3))_(3)作为蒸汽源时,充足的Al^(3+)保证了合成结构致密水滑石的需要,副产物最少,且耐蚀性最好。最后,讨论了水滑石蒸汽涂层的生长机理和腐蚀机理。

Ti-Al水滑石的制备及吸附水中低质量浓度F-性能

以AlCl_(3)·6H_(2)O和TiCl_(3)为原料、Na OH为沉淀剂,采用共沉淀法制备了不同n(Ti)∶n(Al)的双金属氢氧化物(Ti-Al LDHs),考察了其对模拟废水中低质量浓度F-的吸附性能。采用SEM、BET和XRD对Ti-Al LDHs吸附F-前后的样品进行了表征,探究了Ti-Al LDHs的投加量、初始溶液pH对Ti-Al LDHs除氟容量的影响,测试了其循环再生能力。对Ti-Al LDHs吸附F-的机理进行了推测。结果表明,Ti-Al LDHs稳定性较好,呈现层状结构且均匀堆积,主要以分散的无定形态存在,具有较宽的孔径分布和较大的比表面积(108.34 m^(2)/g);当n(Ti)∶n(Al)=2∶8、介质p H=6时制备的Ti-Al LDHs-1对F-具有最佳的吸附性能,在Ti-Al LDHs-1投加量为0.1 g/L、25℃、200 r/min、水浴恒温振荡12 h的条件下,Ti-Al LDHs-1的除氟容量最高,为63.08 mg/g;常温下,初始溶液p H=4时,投加量0.2 g/L的Ti-Al LDHs-1平衡除氟容量为47.59 mg/g,F-去除率为86.53%;共存阴离子(0~10mmol/L)对F-吸附的影响高低排序为HCO_(3)->CO_(3)^(2-)>SO_(4)^(2-)>H_(2)PO_(4)^(-)>Cl^(-)>NO_(3)^(-)。Ti-Al LDHs-1对F-的吸附更符合拟二级动力学模型(R^(2)>0.99),吸附等温线更符合Langmuir模型。经过4次吸附-解吸循环后,Ti-Al LDHs-1除氟容量仍可达初始的73%。吸附过程为离子交换、静电吸引和表面络合3种类型共同作用。

水滑石衍生CuMgFe-LDO催化剂协同净化氮氧化物和甲醇

NH_(3)-SCR催化剂同时去除NO_(x)和挥发性有机物(VOCs)引起了人们的广泛关注,然而,VOCs的存在会对脱硝反应产生负面影响,尤其在低温条件下。本研究选定水滑石衍生复合氧化物(Cu)MgFe-LDO催化剂探索协同脱除NO_(x)和甲醇性能,着重考察Cu的引入以及CuO_(x)和FeO_(x)相互作用对协同反应的影响,并对所制备的催化剂进行表征测试。结果表明,含Cu催化剂的脱硝活性均高于MgFe-LDO催化剂,最佳催化剂Cu_(0.5)MgFe-LDO在230~300℃温窗内具有较好的脱硝活性和甲醇氧化性能。适量引入Cu加强了Cu、Fe物种间的相互作用,有利于氧化还原循环,从而产生更多的氧缺陷及活性氧,过量Cu掺杂会破坏催化剂结构,降低表面酸性,引入Cu可以减缓甲醇对SCR反应的抑制作用。这些结果可为实际应用SCR催化剂协同去除VOCs提供指导。

镁铝水滑石的制备及其涂层耐腐蚀性能的研究

目的为了提高水性工业涂料的防腐蚀性能,常常会添加以含锌为主的防腐填料。然而,随着环保要求越来越高,以及欧盟限锌令的颁布,片层无锌镁铝水滑石(MgAl-LDHs)有望用于涂料中替代含锌填料。方法采用共沉淀法合成无锌水滑石复合填料,并将其进行硅烷偶联剂表面改性,最后添加到丙烯酸树脂中,制备了水滑石防腐涂料。研究了不同制备工艺与水滑石结构之间的关系,以及不同添加量对涂料腐蚀性能的影响。结果通过对比实验可以看出,当Mg∶Al(物质的量比)=2∶1,滴定终点pH值为11,能制备出相对完美的具有片层形貌、结晶度高、结构完整的镁铝水滑石;FTIR以及悬浮性测试表明,当MgAl-LDHs被KH570成功改性后,实现了表面亲水到疏水的转变,有效增加了与树脂的相容性;电化学考评发现,添加5%(质量分数)MgAl-LDHs的涂层240 h后防腐性能最好,塔菲尔电流密度最低为6.35μA/cm^(2),容抗弧曲率半径最大;同时,耐盐雾试验证明,添加5%(质量分数)MgAl-LDHs涂层的耐腐蚀性能同样最佳,与电化学测试结果相匹配。结论当MgAl-LDHs的添加量为5%(质量分数)时,涂层的防腐蚀性能最佳。MgAl-LDHs作为颜填料,能有效改善水性工业涂料防腐性能。

改性镁基水滑石制备及其对金黄色葡萄球菌的活性抑制研究

利用成核晶化法制备了镁基水滑石(MAL),天门冬氨酸(ASP)负载水滑石(MALA)及ASP、Ag^(+)共同负载的水滑石(MALAA),通过X射线衍射和透射电子显微镜等手段对其结构和形貌进行表征,ASP和Ag+均成功负载到MAL上且形貌发生变化.采用菌落计数法测试质量浓度对不同材料抑制金黄色葡萄球菌(S.aureus)生长的影响,结果表明,当质量浓度为4 mg·mL^(−1)时,MAL对S.aureus的抑制率仅为5.8%,而MALAA的抑菌率达到99.7%.通过电感耦合等离子体和紫外可见分光光度计等技术分析改性镁基水滑石的抑菌机制.改性镁基水滑石MALA通过改变其形貌、增大与细菌的接触面积并利用静电作用吸附在带负电的S.aureus上.Ag^(+)的引入进一步增加二者的电势差,促进S.aureus细胞膜破裂,细菌细胞膜的完整性下降,导致细胞外的金属离子(K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+))含量、蛋白质含量均有显著提升,MALAA具有更好的抑菌效果.该类材料有望应用于对微生物安全要求较高的食品、化妆品等包装领域.

基于等离子电解碳氮共渗的水滑石复合渗层制备及耐蚀性能研究

为了提高钢铁材料在经过等离子电解渗后的耐腐蚀性,以退火后的20钢为试验对象,以等离子电解碳氮共渗过程中形成的微纳孔洞为容器,并负载镁铁水滑石(Mg-Fe-LDHs)作为缓蚀剂,着重探讨了Mg-Fe-LDHs对20钢腐蚀性能的影响。首先,以甲酰胺为碳氮源、KCl为导电盐,与去离子水混合形成电解液;然后在220 V直流脉冲电压下处理9 min获得碳氮共渗层(简称PEC/N试样);随后,将PEC/N试样放入由尿素溶液、MgSO_(4)溶液与Na_(2)CO_(3)溶液构成的Mg-Fe-LDHs前驱体溶液中,在140℃恒温环境下水热晶化10 h获得复合渗层(简称PEC/N-LDHs试样)。随后通过显微硬度计、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学测试分析了复合渗层的不同性能表现。结果表明:复合渗层的显微硬度达到900 HV左右,较基体提高了4.6倍。PEC/N试样渗层约20μm厚,截面光滑、平整,表面崎岖不平、呈多孔蜂窝状;经水热合成LDHs后,表面变得平整,无明显蜂窝状结构,试样表面出现大量片状结晶物。PEC/N试样的XRD谱中出现了Fe_(3)C、Fe_(5)C_(2)、α-Fe、Fe_(3)N物质的吸收峰;在原位负载Mg-Fe-LDHs后,PEC/N-LDHs试样的XRD谱中出现了Mg-Fe-LDHs晶体(003)、(006)与(009)晶面的吸收峰;结合SEM形貌特征可知,Mg-Fe-LDHs被成功负载,呈片状结构。相比20钢,PEC/N试样渗层的腐蚀电位(E_(corr))与腐蚀电流密度(J_(corr))均有所提高,分别达到-0.451 V与75.22μA/cm^(2),但其低频阻抗模值(|Z|_(0.01 Hz))并未显著增大,仅达到998.5Ω·cm^(2);负载Mg-Fe-LDHs后,PEC/N-LDHs试样的E_(corr)、J_(corr)、|Z|_(0.01 Hz)分别达到-0.355 V、39.11μA/cm^(2)、6586.0Ω·cm^(2),较20钢及PEC/N试样均有较大幅度改善。以上结果表明,采用等离子电解浸渗处理20钢,可以获得高硬度的碳氮共渗层;通过水热法负载LDHs后,可进一步提高复合渗层的耐蚀性,且不影响PEC/N渗层的硬度,所获得的PEC/N-LDHs复合渗层同时具有高硬度与较好的耐蚀性。

生物炭负载水滑石复合材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以甘蔗渣纤维为原材料,采用碳化法和共沉淀法制备改性生物炭类吸附材料BC@MnAl-LDHs,通过静态试验研究BC@MnAl-LDHs的投加量(0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 g/L)、溶液初始pH(3、4、5、6、7、8)、污染物初始质量浓度(5、10、20、40、60、80、100 mg/L)、温度(298、303、308、313 K)和吸附反应时间(2、15、60、120、180、240、480、600、720 min)对其吸附Cr(Ⅵ)的影响,并运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、比表面积及孔隙度分析(BET)对吸附Cr(Ⅵ)前后的BC@MnAl-LDHs进行表征与分析,同时分析其吸附机理。结果表明:当BC@MnAl-LDHs投加量为2.0 g/L、Cr(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L、pH为3时,Cr(Ⅵ)去除率可达95%以上,改性提高了甘蔗渣活性炭对Cr(Ⅵ)的去除效率;BC@MnAl-LDHs对Cr(Ⅵ)的吸附等温线更符合Freundlich吸附模型,在313 K下,用Langmuir模型拟合得到其饱和吸附量为56.42 mg/g,符合拟二级动力学模型,吸附过程为多分子层、自发、吸热的化学吸附过程;BC@MnAl-LDHs含有丰富的含氧官能团,有助于其对Cr(Ⅵ)的去除,BC@MnAl-LDHs对Cr(Ⅵ)的吸附作用主要包括氧化还原、离子交换和静电吸附。

类水滑石衍生物催化臭氧氧化甲苯综合实验设计

为提升本科生实验教学水平,基于化学前沿成果服务于大气污染治理的理念,设计了类水滑石衍生物催化剂催化臭氧氧化VOCs中具有代表性的苯系污染物甲苯的综合实验。学生自主设计实验方案,采用不同制备方法结合高温煅烧技术制备类水滑石衍生物催化剂,并对其进行X射线衍射XRD、扫描电子显微镜SEM、比表面积检测方法BET、H2程序升温还原H2-TPR、NH3程序升温脱附NH3-TPD、电子顺磁共振EPR等结构和理化性质表征。实验帮助学生理解材料化学在环保领域的实际应用,教会学生使用仪器分析手段解密构效关系,培养学生“宏微结合”的创新思维,也为科研课堂的开展提供了新思路。

发射绿色荧光的钆氮掺杂碳点/水滑石纳米复合材料对潜在指纹的识别

碳点(CDs)是一种绿色纳米荧光剂,CDs分散在水溶液中,能够呈现出良好的荧光性能。由于聚集诱导而引发荧光猝灭效应,导致固态的CDs粉末的荧光消失,这一缺陷限制了CDs的实用性。一方面通过在CDs中掺杂其他元素的方式来改变CDs的荧光发射波长和荧光颜色,提高潜在指纹(LFPs)与基材背景间的对比度;另一方面将CDs分散在低值的水滑石表面,阻止CDs的聚集,从而避免了荧光猝灭现象的产生。以酒石酸为碳源、三乙烯四胺为氮源和GdCl_(3),采用水热法先制备钆氮掺杂CDs(Gd/N-CDs),然后再将Gd/N-CDs沉积在水滑石(Gd/N-CDs@H)表面上,制备出了发射绿色荧光的纳米复合材料,并用于LFPs的成像和识别。从表征结果可知,纳米级Gd/N-CDs在水滑石表面的良好分散克服了Gd/N-CDs在固态状态下的荧光猝灭,得到了固态光致发光荧光纳米复合材料。在450 nm光的激发下,Gd/N-CD@H能发射稳定、强烈的绿色荧光,并且在各种基底(如玻璃片、铜箔、瓷砖、塑料、铝箔和纸张)呈现出清晰的LFPs图像。基于Gd/N-CDs@H,新鲜和老化LFPs图案的高级别细节都可以清晰地识别出来,并且具有良好的清晰度和高对比度,无明显的背景干扰。

高性能TEMPO功能化木粉-聚乙烯醇/锂铝水滑石复合材料的制备及性能

【目的】探究聚乙烯醇/锂铝水滑石(PVA/LDH)分散液对巴沙木加工剩余物理化性能的影响,为构建高性能木质复合材料提供理论依据,实现木材加工剩余物的高值化利用。【方法】受天然贝壳“砖-泥”有序结构启发,以巴沙木加工剩余物(木粉)为主要原料,经脱木素和氧化改性,获得2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)功能化改性木粉(T-WP),向其中加入不同比例PVA/LDH分散液,通过真空抽滤自组装过程将无机纳米片水滑石插层,构建天然有机聚合物与无机纳米片复合的高性能新型木质层状复合材料,基于FTIR、XPS、Zeta电位、力学性能等测试与分析,探究各组分间的相互作用及机械性能协同增强机制。【结果】1)木粉粒径100目时,纯T-WP薄膜的力学拉伸强度和韧性最大,分别为(225.25±0.82)MPa和(5.18±0.36)MJ·m^(-3)。2)PVA/LDH纳米片体系在T-WP上成功插层,并与T-WP分子链上的含氧官能团形成氢键、静电相互作用以及共价交联作用。3)对不同PVA/LDH添加量的T-WP-PVA/LDH复合材料进行力学性能分析,PVA/LDH添加量为20 wt%时,T-WP-PVA/LDH复合材料的拉伸强度和杨氏模量最大,分别为(287.29±4.91)MPa和(14.21±2.60)GPa,是纯T-WP的1.28和2.40倍。4)在相对湿度90%、温度25℃条件下放置16 h,T-WP-PVA/LDH复合材料的吸湿率为45.43%,力学拉伸强度为105.40 MPa;在湿润土壤中,T-WP-PVA/LDH复合材料表现出较好的可生物降解特性。【结论】T-WP-PVA/LDH仿生层状复合材料中,T-WP分子链上的活性含氧基团与PVA/LDH体系形成氢键、静电相互作用以及Al—O—C共价交联作用,构建协同增强体系,赋予T-WP-PVA/LDH复合材料优异的力学性能。木质层状复合材料优异的特性使其在包装、地膜、一次性餐盒等领域具有广泛应用前景,有望替代部分聚乙烯、聚丙烯等石油基产品。

不同二元类水滑石对水中氟离子吸附性能研究

氟污染目前已是全球性问题,而类水滑石(LDHs)在吸附阴离子方面存在巨大的潜力,为了筛选出有较好除氟能力的阳离子,该文研究了不同阳离子对合成的硝酸根类水滑石结构除氟能力的影响。采用水热法制备出不同类型的LDHs(Ca-Al、Mg-Al、MgFe、Ca-Fe),运用XRD、FT-IR、BET比表面积、SEM等测试手段对所制备的类水滑石进行表征,通过F-吸附试验比较了类水滑石的吸附性能及机理。结果表明:Ca/Al-LDHs、Mg/Al-LDHs、Mg/Fe-LDHs都具有硝酸根插层的类水滑石特征衍射峰和微孔-介孔结构,呈现出片状堆叠结构,比表面积分别为7.6582、2.9239、13.2003 m^(2)/g,而Ca/Fe-LDHs通过水热反应很难制备出类水滑石材料。制备的类水滑石中Ca/Al-LDHs整体表现出的除氟性能更好,F-浓度10 g/L时在20~40℃下仍能保持95%左右的吸附率,最大吸附量为240.35 mg/g。吸附F-的过程均符合准二级动力学模型,Ca/Al-LDHs符合Langmuir吸附等温模型,Mg/Al-LDHs、Mg/Fe-LDHs更符合Freundlich吸附等温模型,结果表明,Ca/Al型水滑石具备较强的除氟潜力。

CoFeAl水滑石超薄纳米片的能带调控及其高效光催化分解水制氢性能

利用双滴法合成了厚度仅为1.86nm的超薄CoFeAl水滑石纳米片(CoFeAl-LDH),发现其具有优异的光催化产氢性能。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、原子力显微镜和紫外-可见吸收光谱等多种表征方法,研究了其晶体结构、形貌和能带结构。实验结果表明,CoFeAl-LDH在400~800nm的可见光区域内均具有较好的光吸收能力,而且通过调变Co∶Fe∶Al的摩尔比例,实现了CoFeAl-LDH的能带调控。系统考查了不同Co∶Fe∶Al摩尔比例对其光催化产氢性能的影响,发现Co_(6)Fe_(3)Al_(3)-LDH催化剂展现出最好的产氢活性,产氢速率达到576μmol/g·h,高产氢活性主要是由于其具备更强的还原氢质子能力,以及更优的光生载流子分离效率。

镁合金原位生长水滑石研究进展

镁合金是常见轻质金属结构材料,但易腐蚀的特性限制了其在工业中的广泛应用。水滑石具有超强的吸附能力和阴离子可交换性等特点,可为镁合金提供有效防护。文章综述了镁合金原位生长水滑石的研究进展,主要包括成膜工艺、成膜机理、防腐蚀机理及在镁合金防腐涂层中的应用。目前常用的制备方法包括原位直接生长法、两步法、阴离子置换法和电沉积法。原位生长法制备较为简单,但会出现较多的副产物;而两步法和阴离子置换法可以通过控制反应条件和调节溶液成分来实现水滑石的原位生长,能够得到较好的涂层质量和性能;电沉积法更为高效快速,但涂层结合力有待提高。现有的水滑石成膜机理大体可以分为4种成膜机理,而水滑石往往会在第二相附近和缺陷处优先形核。水滑石涂层防腐机理可以概括为涂层屏蔽、离子吸附和涂层自愈合。最后对水滑石未来的发展进行了展望。

多孔Ni/Co水滑石活化过硫酸盐降解磺胺甲唑研究

以沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)为模板,采用水热法合成了具有多孔结构和大比表面积的Ni/Co水滑石催化剂,表征分析了催化剂的物化性质,并以磺胺甲唑溶液为模拟废水,考察了多孔Ni/Co水滑石催化活化过硫酸盐降解水中磺胺甲唑的性能。表征结果表明,该催化剂具有纳米菱形结构,孔尺寸较大,比表面积可达187.99 m2/g。降解水中磺胺甲唑实验表明:在30℃,磺胺甲唑质量浓度为15 mg/L,PMS为2 g/L,Ni/Co水滑石催化剂投加量为100 mg/L的条件下,反应时间为20 min时,磺胺甲唑的去除率约100%,且重复使用4次后,磺胺甲唑的降解率仍大于90%,表现出较好的稳定性和重复使用性能。猝灭及电子顺磁共振实验表明,催化降解过程中SO_(4)^(·−)、·OH和^(1)O_(2)均参与了反应。通过对多孔Ni/Co水滑石反应前后表面元素价态的分析,发现催化剂表面的Co^(2+)/Co^(3+)以及Ni^(2+)/Ni^(3+)的循环有效活化了PMS并促进活性氧化物种的生成,从而提升了过硫酸盐降解磺胺甲唑的性能。

镁铝水滑石对高铁低钙硅酸盐水泥性能的影响

采用成核晶化隔离法合成了镁铝水滑石(MgAl-LDH),并利用石灰石、砂岩和铁矿粉制备了高铁低钙硅酸盐水泥熟料(铁相质量分数为19.6%)。通过X射线衍射(XRD)、热重(TG)、扫描电镜(SEM)和化学分析法,研究了MgAl-LDH掺量对高铁低钙水泥氯离子固化能力、力学性能和微观结构的影响规律。结果表明:MgAl-LDH能显著提升高铁低钙水泥化学固化氯离子能力及力学性能;当MgAl-LDH掺量为3%(质量分数)时,与空白组相比,7 d氯离子固化率提升了46.4%,3、7、28 d抗压强度分别提高了27.5%、34.6%和17.1%。微观测试表明MgAl-LDH能促进高铁低钙水泥早期水化生成更多的水化产物,在一定程度上促进了水泥结构的致密化;并且能促进水化产物和氯离子发生反应生成Friedel′s盐,提升了高铁低钙水泥对氯离子的化学固化量。