新型无机/有机复合柱撑粘土材料的合成与表征

以无机TiCl4/HCl制成的钛基柱撑液和十六烷基三甲基溴化胺 (CTAB)为有机改性液 ,通过控制两种柱撑液的加入顺序以及相对含量 ,利用蒙脱石粘土矿物层间域的特殊化学反应场所的特性 ,合成得到三类复合柱撑蒙脱石材料 .X射线衍射结果表明 ,d0 0 1 晶面由于CTAB与钛基水合离子的相互作用形成粒度不同的柱撑空间而表现为两个峰值 .与FT IR光谱相比 ,FT Raman光谱能够更加有效地表征和鉴定复合柱撑粘土的结构差别 .采用原土无机柱撑后再有机柱撑 ,可以合成层间距更大的复合柱撑粘土材料 .经热处理后得到锐钛型氧化钛的改性粘土材料 ,并且可以重新合成得到无机 /有机复合柱撑的新型改性粘土材料 .

铁铝复合柱撑粘土的制备、酸性与表征(Ⅱ)

用UV-DRS、Mssbauer 谱、XPS、程序升温还原(TPR)等技术对新型铁铝复合柱撑粘土(FeAl-PILC)进行了表征,用IR、吡啶吸附IR、正丁胺吸附-TPD 手段,考察了其表面羟基和酸性.结果表明,层间柱铁铝聚合物中铁-铝间存在着相互作用.Fe/Al 比<0.5时,相互作用强,铁的分散度大,难还原.Fe/Al≥0.5时,相互作用较弱,易还原,焙烧后易生成α-Fe_2O_3s.随Fe/Al的增加,其表面酸性逐渐减弱.

铁铝复合柱撑粘土的制备、柱结构和稳定性(Ⅰ)

用两种方法合成了一系列不同Fe/Al比的铁铝复合柱撑牯土(FeAl-PlLC).用^(27)Al-NMR、UV、ESR 等手段考察了柱溶液的结构和状态,用XRD、DTA、UV-DRS 等技术对其结构、稳定性进行了研究.结果表明,铁铝柱撑粘土的底面间距为1.98～1.55nm,Fe/Al 比对其柱结构、比表面积、热稳定性均有较大影响.Fe/Al<0.5时,层间柱主要呈现Keggin 结构,Fe/Al≥0.5时,可能为三聚结构.随Fc/Al 比的增加,d(001)值,比表面面、热稳定性逐渐下降.

柱撑粘土的晶体结构模型

根据X射线衍射、电子探针等实验数据综合分析和理论计算,讨论了柱撑基团[Al13O4(OH)24(OH2)12]7+和[Ti20O32(OH)12(OH2)18]4+在粘土矿物结构单元层层间的分布,铝基和钛基的笼状离子作用范围分别相当于粘土矿物的10个和6个晶胞。羟基铝柱撑蒙脱石层间孔道高度为0.9～1.2nm,直径为1.5nm,理论孔道率为84%,有效孔道率为56%。钛基柱撑蒙脱石的层间孔道高度为1.34～1.60nm,直径为1.0nm,理论孔道率为75%,有效孔道率为50%。根据柱撑离子基团的两种类型,可把柱撑粘土分为Keggin型柱撑粘土和Dawson型柱撑粘土。

柱撑粘土复合材料的研究进展及其在环境污染物治理方面的应用

以具有片状或层状结构以及较为规整的大孔结构的粘土材料为母体,在其层间引入不同阳离子化合物为柱化剂而合成出性能各异的新型柱撑粘土(pillaredclay)复合材料及其应用是目前环境地球化学研究中备受瞩目的研究前沿之一。对柱撑粘土复合材料的制备进展及其在环境污染治理中的应用进展进行了系统的综述,详细探讨了各种合成影响因素如有机阳离子、无机阳离子以及两者联用柱化剂的选择、复合材料热处理过程、表面酸化预处理等手段对合成柱撑粘土复合材料的制备及性能的影响,同时还对柱撑粘土复合材料在水体和大气环境中毒害有机污染物治理方面的应用进行了比较详细的综述。

有机柱撑粘土(蒙脱石)的研究进展

有机柱撑蒙脱石是近年来受到广泛关注的一类有机 无机粘土复合材料,其优异的性能使其在许多领域都有巨大的应用潜力。本文综述了有机柱撑蒙脱石的起源、发展、用途及主要类型,探讨了有机柱撑蒙脱石的研究方向。

柱撑粘土分子筛的红外光谱研究

用红外光谱法测定了混合金属羟基配合物柱撑粘土的表面酸性和表面羟基振动。结果表明，粘土和柱撑粘土均具有Ｌｅｗｉｓ酸和Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸（分别简称Ｌ酸和Ｂ酸）中心，且以Ｌ酸为主；不同柱剂交联的柱撑粘土的表面酸性也有所不同；层间柱是柱撑粘土酸性的重要来源，焙烧后它可转变成氧化物柱并释放出质子而产生Ｌ酸和Ｂ酸中心；柱撑粘土分子筛的羟基谱带主要来自六配位铝，其强度随焙烧温度升高而下降；层间柱的稳定对其表面羟基、Ｂ酸和Ｌ酸均有较大影响。

不同表面活性剂修饰TiO_2柱撑粘土的制备及其光催化活性研究

本文分别采用阴离子、非离子、阳离子三种不同类型的表面活性剂对河北蒙脱石进行改性修饰，并以酞酸丁酯和盐酸分别为前驱物和酸催化剂，采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了不同表面活性剂修饰TiO_2柱撑粘土催化剂。用X射线粉末衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)等手段表征了催化利的微观结构，以2，4，6-三氯苯酚(2，4，6-trichlorophenol．TCP)和甲基橙染料的吸附、降解为模型反应，考察了改变溶胶和表面活性剂的不同添加顺序对阳离子表面活性剂所修饰的催化剂性质的影响，以及不同类型的表面活性剂修饰所得的催化利的光催化活性。实验结果表明，通过添加不同的表面活性剂能够不同程度地改变柱撑粘土的BET比表面积。并使其对不同目标污染物具有不同的吸附能力和光催化活性。阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(DBS)修饰的TiO_2柱撑粘土具有较好的光催化活性，其次是非离子表面活性剂聚乙烯醇(PVA)修饰的TiO_2柱撑粘土，而阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)修饰的柱撑粘土光催化活性较差。

柱撑粘土的制备与表征

作者以辽宁某地的钙基膨润土为原料 ,首先对其钠化改型得到适合制备柱撑粘土的基质 ,然后较系统地考察了制备聚合羟基 Al离子的工艺条件 ,并运用 X射线衍射分析 (XRD) ,比表面积测定及煅烧试验等手段对柱撑粘土进行了表征。结果表明 :在温度 80～ 90℃ ,老化温度与时间分别为室温和 96 h的条件下制备聚合羟基 Al离子将其嵌入蒙脱石层间 ,可得到层间距 d( 0 0 1 ) 值与比表面积分别为 1.9194 nm和 14 7.2 m2 /g的柱撑粘土 ,30 0℃煅烧后其层间距稳定在1.8394 nm。

柱撑粘土矿物材料的晶体结构和晶体化学特征

以铝基柱撑粘土矿物和钛基柱撑粘土矿物为例 ,讨论了柱撑粘土矿物材料的晶体结构和晶体化学特点。Al多核笼状阳离子基团的结构形式为 1∶ 12 Keggin型离子 ,Ti多核笼状阳离子基团的结构形式为 2∶ 18Dawson型离子 ,两类笼状阳离子的直径均在 1nm左右 ,前者的高度约为 0 .9nm,后者的高度约为 1.4nm。经与粘土矿物层间阳离子交换后 ,择位固定在粘土矿物层间。由于多核笼状阳离子与粘土矿物硅氧四面体层之间形成了较强的化学键 ,其具有不可交换性。铝基柱撑粘土和钛基柱撑粘土的层间孔道分别为 1.2 nm× 1.2 nm× 1.2 nm和 0 .5 2 nm× 0 .5 2 nm× 1.6 0 nm。柱撑粘土矿物材料有很好的化学稳定性和耐热性 ,且又具有一定的层间化学活性 ,可用于催化剂载体 ,由于它又具有选择性吸附能力 。

柱撑粘土矿物层间域的性质及其环境意义

柱撑粘土矿物是近年来受国内外矿物学者广泛关注的矿物材料之一。柱撑粘土矿物层间域是一个特殊的化学反应场所。本文系统评述了氮氧化物、重金属离子、阴离子、肥料养分及有机污染物等环境污染物在柱撑粘土矿物层间域中的催化还原、吸附、脱附、控释及光催化反应机理,着重阐述了柱撑粘土矿物的层间域性质,讨论了它们的环境化学行为对环境的影响和意义。

煅烧对TiO_2柱撑粘土光催化性能的影响

以TiCl4水解产物为柱化剂制备TiO2柱撑粘土,改变煅烧温度和保温时间并对所得样品进行XRD,N2吸附分析,通过苯酚废水的COD实验研究样品的光催化性能。结果表明,TiO2柱撑粘土的光催化性主要受比表面积和TiO2柱体的结晶程度影响。500℃下煅烧2h的TiO2柱撑粘土表现出最好的光催化活性。

柱撑粘土矿物的研究新进展──新矿物材料研究综述之一

柱撑粘土矿物作为一种大层间距的多酸型层柱微孔材料，是一种性能优异的催化剂和吸附剂。本文在较全面分析前人资料的基础上，结合笔者所做的工作，对柱撑粘土矿物的制备、性能表征及其应用最新研究进展进行综述与展望。

TiO_2-柱撑粘土催化剂上氯苯的选择性硝化

制备了TiO2 柱撑皂土和TiO2 柱撑高岭土催化剂。测定了在 35 0℃和 6 0 0℃焙烧后催化剂的比表面、酸强度 ,并且对氯苯一硝化产物的区域选择性进行了研究。结果发现 :柱撑作用增大了粘土的比表面积和酸强度 ;以浓硝酸为硝化剂时 ,经 35 0℃焙烧后的TiO2 柱撑皂土催化剂表现出良好的对位选择性 ,硝化产物中m (邻 ) /m (对 ) =0 2 7∶1 0 0。催化剂重复使用 4次 ,其催化活性基本不变。

柱撑粘土材料的环境化学行为

柱撑粘土是一种新型的复合材料 ,国内外近年来进行了广泛和深入的研究。本文系统评述了国内外柱撑粘土复合材料的环境化学行为 :吸附重金属离子、吸附苯酚类物质、吸附磷类物质、吸附废水中的 COD、大气污染等方面。揭示该种新材料在各种污水处理中具有广阔的应用前景。

柱撑粘土合成柱化机理及应用研究进展

柱撑粘土是一种独特的二维类沸石材料,通常由大的水解无机金属阳离子与粘土层间的补偿阳离子电荷进行离子交换后在高温下脱水、脱羟基后制备而得。柱撑粘土由于其具有大的比表面积、孔容及层间距而被作为新型固体酸催化剂和吸附材料得到了越来越多的关注。概述了柱撑粘土的制备、柱化机理及作为石油催化材料和吸附功能材料的应用。

非离子表面活性剂修饰纳米钛柱撑粘土材料的合成与应用

本文采用非离子表面活性剂聚乙烯醇(PVA)对粘土进行改性修饰,并以钛酸丁酯和盐酸分别为前驱物和酸催化剂,采用溶胶-凝胶法制备了PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料,对其进行了比表面积(BET)、热重分析(TGA)、X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征。实验结果表明,TiO2成功地插入了粘土层间,并以锐钛矿型的晶型存在,制备的柱撑粘土复合材料仍有较好的层状结构,其比表面积较原土有明显的增加,经过PVA修饰后柱撑粘土表面的疏水性得到了提高。以甲基橙的吸附和降解为模型反应,考察了柱撑粘土的吸附性能和光催化活性,实验结果发现PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料对甲基橙表现出了良好的吸附能力和较好的光催化活性。

柱撑粘土矿物材料的制备和应用

柱撑粘土是一种新型的复合材料,近年来,国内外对其进行了广泛和深入的研究。作为新型催化剂、吸附剂,它在石油化工、环境科学和材料科学领域具有广泛的应用前景。文章论述了国内外阳离子粘土复合材料制备、性质、表征和应用的现状。

柱撑粘土对NO_x的选择催化还原反应研究进展

柱撑粘土是一种类沸石双功能微孔/介孔催化材料,研究表明对NOx选择催化还原反应具有活性。本文从柱撑粘土的表面酸性、孔结构、比表面积及层间金属氧化物柱的特性等方面介绍了其对NOx气体选择催化还原反应的机理以及研究现状,认为通过不同的柱化离子及表面活性剂的选择可较大范围地裁剪柱撑粘土的孔结构,制备出了一系列性能优越的用于NOx的选择催化还原反应的柱撑粘土,净化空气。