多孔介质中膨润土悬浮液携带负载型纳米零价铁的强化传输

为强化纳米零价铁(nZVI)在多孔介质中的传输,采用膨润土悬浮液携带高岭土负载纳米零价铁(K-nZVI)。通过沉降试验和流变性试验确定了修复剂中膨润土和K-nZVI掺量最佳配比;开展模拟柱试验,探讨了不同注入压力下K-nZVI在多孔介质中的迁移特性;结合数值模拟,分析了修复剂配比和注入压力对K-nZVI扩散半径的影响规律。试验结果表明,膨润土悬浮液能显著提高K-nZVI的稳定性和分散性;膨润土和K-nZVI最佳掺量分别为5%和0.4%;膨润土悬浮液携带K-nZVI修复剂注入多孔介质中时存在临界注入压力。数值模拟结果表明,K-nZVI扩散半径与注入压力呈正相关,与修复剂黏度呈负相关。本文研究结果可为有色冶炼场地重金属污染修复工程提供理论指导。

高岭土插层剥片技术研究进展及展望

插层剥片能够大幅提升高岭土径厚比、比表面积等指标,是高岭土在生物医药、橡胶、涂料、吸附和催化等领域高端应用的关键技术,对高岭土矿产资源的高值化利用具有非常重要的意义。重点归纳和总结了近年来高岭土插层剥片的国内外研究进展,统计了插层剂种类、高岭土产地和插层反应条件(温度、水含量和时间)等对高岭土层间距和插层率的影响,阐述了辅助插层、多次插层置换等插层技术对高岭土层间距和插层率的影响,分析了不同工艺参数对插层效率的影响规律;阐述了物理剥片法、化学剥片法和物理化学剥片法等剥片技术,分析了剥片设备及工艺参数对不同产地高岭土的层间距、片层厚度、比表面积、孔容及形貌的影响。进而基于国内外研究进展探讨了插层微观机制、插层剂污染及高岭土径厚比低、纳米片不稳定等问题,并对高岭土插层剥片技术的未来发展方向进行了展望。绿色高效的插层剥片技术的研发与推广,对我国高端高岭土矿物粉体生产及下游产业高性能材料开发与利用具有重要意义。

纳米高岭土对隧道道床橡胶混凝土性能的影响研究

本试验将纳米高岭土(NK)掺入橡胶水泥砂浆,研究NK对橡胶水泥砂浆力学性能的影响。橡胶等体积替代10%,20%和30%河砂制备橡胶水泥砂浆;在30%替代率橡胶水泥砂浆中,NK等质量替代3%,7%,11%水泥制备NK改良橡胶水泥砂浆。测试硬化砂浆的静态抗压强度和抗折强度;利用ϕ50分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置测试砂浆在不同平均应变率等级下的动态抗压强度、动态峰值应变和动态极限韧性等性能,研究NK改性后橡胶砂浆的力学性能。采用SEM观察代表性试件并从微观角度进行分析。结果表明:橡胶会显著降低水泥砂浆的力学性能,橡胶水泥砂浆力学性能均随NK掺量的增加而增加。橡胶水泥砂浆使用11%掺量NK改良后,28d抗压强度和抗折强度分别提高93%和43%;高应变率下峰值应力从19.39MPa提升至47.34MPa。动态增长因子、极限韧性也有所提高,峰值应变随NK掺量的增加略微减小。

纳米级高岭土对氮、磷、钾和有机碳的吸附及解吸特性的研究

研究了纳米级和天然高岭土对营养元素氮、磷、钾和有机碳的吸附及解吸特性.结果表明,在相同的初始处理浓度下,纳米级高岭土对氮、磷、钾和有机碳的吸附量均比天然高岭土高,氮的吸附量是天然高岭土的1.5～1.7倍、磷是1.9～2.2倍、钾是1.4～2倍、碳是1.3～1.9倍.纳米级和天然高岭土对氮、磷、钾和有机碳的解吸量与其吸附量呈正相关.2种高岭土对氮、磷、钾和有机碳的吸附规律均可用Langmuir和 Freundlich 方程来拟合.

有机改性高岭土/聚氨酯纳米复合材料的制备与表征

用原位插层复合法制备了有机改性纳米高岭土/聚氨酯复合材料。研究了纳米复合材料的力学性能、耐热性能及纳米填料在复合材料中的形态。结果表明,当改性纳米高岭土质量分数为3%时,复合材料的拉伸强度为29.3 MPa、弹性模量达6.23 MPa、断裂伸长率达492%,均比纯聚氨酯弹性体增加10%以上,同时其热稳定性也有所提高;改性纳米高岭土加入量低于3%时,以剥离形态存在于聚氨酯基体中,而高于3%时,则开始出现片层形态且有团聚现象。

聚丁二酸丁二酯/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)/纳米高岭土熔融共混力学性能、流变及降解行为研究

用熔融共混挤出法制备的聚丁二酸丁二酯(PBS)/聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[poly(3HB-co-4HB)]/纳米高岭土(nano Kaolin)复合降解材料;利用万能拉力机、旋转流变仪和SEM对其力学性能、流变行为、微观结构及降解性能进行研究。结果表明,PBS/poly(3HB-co-4HB)/nano Kaolin(100/10/8)复合降解材料的缺口冲击强度、断裂伸长率达到最大,此后随着nano Kaolin质量百分比增加,而呈下降趋势;在室外自然条件下,经过土埋一段时间后的降解实验,PBS/poly(3HB-co-4HB)/nano Kaolin(100/10/12)复合材料发生了明显的降解,复合降解材料的失重率也已经降到64%左右,说明材料的降解性能较好;纳米复合降解材料熔融剪切储能模量(G′),剪切损耗模量(G″)随着频率的增大呈单增趋势。

由煤系高岭土合成小晶粒NaY分子筛及其应用

利用不同的方法分别合成了常规尺寸和纳米NaY分子筛,并采用XRD和TEM手段对合成样品进行了表征,小晶粒分子筛其粒径小于100 nm。催化裂化试验表明,纳米分子筛可提高大分子转化能力及改善产物选择性,比常规晶粒尺寸分子筛更为优越的性能。

PA66/POE-g-MAH/改性纳米高岭土复合材料的形态和力学性能

研究了改性纳米高岭土和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)对PA66/POE-g-MAH/改性纳米高岭土复合体系的力学和形态的影响。结果表明:改性纳米高岭土和POE-g-MAH具有协同增韧的效果,PA66/POE-g-MAH/改性纳米高岭土质量比为100/20/0.2时,复合材料的冲击强度比PA66提高了7.3倍;低温冲击强度比PA66提高了2.7倍;形态研究表明:改性纳米高岭土的加入对POE-g-MAH具有助分散的作用。

高岭土/纳米TiO_2复合光催化材料制备及性能研究

以高岭土为载体、钛酸丁酯为钛源，采用溶胶一凝胶法制备出高岭土／纳米TiO2复合光催化材料。采用XRD、SEM、EDS等方法对其物相组成和显微结构进行了表征，以亚甲基蓝（MB）溶液为目标降解物对其光催化性能进行了研究。结果表明：高岭石的粒径明显减小，且晶片表面负载了大量10～30nm的锐钛矿相TiO2晶粒。复合光催化材料对MB分子的去除率随光催化反应时间的延长逐步提高，且受TiO2负载量、投入量、MB溶液浓度的影响；当TiO2负载量为5mmol／g、投入量为2g／L、MB溶液为10mg／L时，暗反应吸附1h、光催化90min后对MB的去除率可达89．26％，显示出较好的光催化性能和去除效果。随着循环利用次数的增加，复合粉体的光催化性能逐步提高，并具有较高的回收率。

纳米高岭土/PE的制备及其在食品包装膜中的应用

采用新型大分子表面处理剂对纳米高岭土进行表面处理,红外光谱仪(FTIR)和光电子能谱仪(XPS)分析表明,大分子表面处理剂和纳米高岭土的表面发生化学键合。将处理后的高岭土与聚乙烯(PE)熔融共混,制备纳米高岭土/PE复合材料,并对复合材料进行表征。将复合材料作为3层共挤出膜的中间层及外层,制备食品包装膜。检测结果显示:用复合材料制备的食品包装膜的力学性能、热封性能、摩擦因数均优于PE膜;复合膜的水蒸气透过量降低46.4%,氧气透过量降低31.7%。

高岭土微球原位合成纳米Y沸石

喷雾干燥成型的苏州高岭土经不同温度焙烧活化后在水热条件下原位晶化为纳米尺度的NaY沸石微球。采用X射线荧光光谱(XRF)分析合成前后微球的化学组成;采用X射线衍射光谱(XRD)表征微球的晶相组成;采用扫描电子显微镜(SEM)表征合成前后微球的形貌。考察了合成过程中投料硅铝物质的量比、晶种导向剂用量、碱量、体系水加入量和高岭土焙烧温度等条件对原位晶化合成的影响,并讨论了合成过程出现的问题,制备了纯相且生长完好的纳米尺度的Y沸石微球。

高岭土复合纳米二氧化钛光催化降解甲基橙研究

制备了纳米TiO2/粘土复合光催化剂,其降解甲基橙效果比较显著,研究表明:在pH=2,甲基橙浓度为20mg/L,催化剂使用量为5g/L时对甲基橙有最好的降解效果,其平均回收率达到92%,有助于进一步探索提高光催化氧化反应效率的方法与途径,对实际的废水处理也有很好的指导意义。

反应条件对NaX型纳米分子筛结晶行为的影响

以山西煅烧高岭土为原料,在无模板剂、晶种、导向剂及任何添加剂存在的条件下,采用水热法在1吨反应釜内合成了纳米级的NaX型分子筛。借助XRD探讨了在中试阶段的碱度、反应温度和反应时间分子筛结晶行为的影响。应用TEM、IR等分析方法对合成产品的物相进行了分析,实验结果表明:n(Na2O)/n(SiO2)的配料比1.5,晶化时间4 h,反应温度100℃能够快速合成出小晶粒NaX分子筛;形成的分子筛晶型完整,NaX分子筛骨架与标准X型分子筛吻合;NaX分子筛分布比较均匀,分子筛晶粒发育良好,粒径小。

纳米高岭土的热稳定性能研究

以纳米高岭土的热失重曲线为基础,研究了粒径、改性剂种类对热失重温度的影响,并进行了热分解动力学研究。研究结果表明:与高岭土原矿相比,纳米高岭土的热分解起始温度提高,活化能略有下降,热稳定性变化不大;经过改性处理后,高岭土达到纳米级的分散,粒子表面具有较高的表面原子与体相原子比和众多的表面缺陷,易造成晶格松驰,因此起始分解温度下降,活化能也降低,热稳定性下降;三种改性方法中,复配改性对高岭土的稳定性影响最大,硅烷偶联剂改性影响最小。

无卤阻燃NR的性能研究

研究氢氧化镁、氢氧化镁/红磷并用以及氢氧化镁/红磷/纳米高岭土并用对NR胶料物理性能和阻燃性能的影响。结果表明,与单独使用氢氧化镁相比,氢氧化镁/红磷并用能有效提高胶料的氧指数,降低烟密度,改善胶料的物理性能;采用氢氧化镁/红磷/纳米高岭土并用可以进一步提高胶料的氧指数,烟密度较氢氧化镁/红磷并用胶料略大,但比单独使用氢氧化镁显著降低,且物理性能进一步提高。当氢氧化镁、红磷和纳米高岭土的用量分别为92,8和20份时,胶料的综合性能较好。

尿素和甲酰胺混合塑化热塑性淀粉／纳米黏土复合材料性能研究

使用尿素和甲酰胺混合塑化剂制备的热塑性淀粉(UFPTPS)可以有效抑制淀粉的重结晶,并用这种热塑性淀粉作为纳米黏土高岭土和蒙脱土的基质,制备了纳米黏土增强UFPTPS。扫描电镜表明,随着黏土含量的增加,塑化效果逐渐变差,3％(质量含量,下同)高岭土或蒙脱土增强的UFPTPS中可以看到残存的淀粉颗粒和未熔融的淀粉。红外光谱表明,淀粉中C—O—H基团和C—O—C基团都参加了与黏土的相互作用。热重分析表明,纳米黏土提高了热塑性淀粉的热稳定性。X射线衍射说明加入纳米黏土后作为基质的UFPTPS仍可以抑制淀粉重结晶。纳米黏土对UFPTPS起到增强的作用。随着水含量的增加,增强效应逐渐被弱化,在高水含量(23％)时,水分对材料力学性能影响很小。与UFPTPS相比,纳米黏土增强UFPTPS耐水性明显提高。

纳米高岭土对水泥混凝土性能的影响

采用纳米高岭土等量取代水泥配制混凝土。研究了纳米高岭土对混凝土的力学性能、抗冻融性和抗渗性的影响。结果表明:纳米高岭土作为混凝土掺合料并且当掺量合理时,配制的混凝土力学性能、抗冻融性和抗渗性均有提高。

PA66／POE-g-MAH／纳米高岭土三元复合材料的制备方法及性能

研究不同制备工艺对PA66/POE-g-MAH/改性纳米高岭土复合材料力学性能的影响以及POE-g-MAH分散相颗粒和改性纳米高岭土在PA66基体中的分散状况。结果表明:改性纳米高岭土的加入能有效提高复合材料的常温和低温冲击强度;母料法能较为均衡地提高不同纳米粒子添加量复合材料的常温冲击强度。亚微相态表明:改性纳米高岭土在基体中分散均匀。

纳米高岭土的研究与应用

介绍了高岭土的结构、性质以及研究现状,并结合纳米基础理论和技术对高岭土的研究方向进行了探讨,综述了纳米高岭土的制备方法,总结了纳米高岭土的应用现状,同时对高岭土纳米化的前景与技术进行了展望。

聚丙烯/弹性体/纳米高岭土三元复合材料的研究

以新型聚烯烃弹性体POE为增韧剂 ,以纳米高岭土为增强剂 ,将传统的弹性体增韧方法和新型的纳米粒子增韧增强手段相结合 ;采用合金化技术和填充复合工艺 ,制得高性能的聚丙烯复合材料。研究结果表明 ,纳米高岭土和弹性体POE对PP增韧具有协同作用 ,呈现的并不是二者独立增韧作用的简单加和 。