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。

有机柱撑水黑云母功能材料层间域有机柱结构排布模式

用十八烷基三甲基溴化铵(C18TAB)对具有蛭石晶层与云母晶层的规则间层矿物水黑云母进行有机柱撑,运用XRD对其粉末样表征,研究随着C18TAB加入量的增大,有机离子团在水黑云母的蛭石晶层与云母晶层中排布模式的演化。结果表明,水黑云母在不同的柱撑液浓度下,在其蛭石晶层中随着有机堆垛密度不断增大而出现了倾斜单层、倾斜双层两种空间排布模式;而在云母晶层中则只有倾斜双层一种排布模式。其空间排布演化模式为:蛭石晶层中倾斜单层蛭石晶层中倾斜双层蛭石晶层与云母晶层中倾斜双层,最终C18TAB在水黑云母的云母晶层与蛭石晶层层间域中有相同的倾斜双层排布模式。

无机-有机柱撑膨润土的制备及其在水处理中的应用进展

无机 -有机柱撑膨润土是一种新型的吸附剂 ,对水中污染物有很好的吸附去除能力。本文介绍了无机 -有机柱撑膨润土的制备及其在水处理中的研究进展。综述了各种柱撑膨润土的制备方法。

无机—有机柱撑蒙脱石吸附对硝基苯酚的热力学与动力学特征研究

研究了无机-有机柱撑蒙脱石吸附对硝基苯酚的热力学特征,Freundlich和Langmuir等温方程都能较好地描述吸附曲线,所以其吸附机理主要以表面吸附为主;在对硝基苯酚的平衡吸附过程中,焓变ΔH绝对值小于30KJ/mol,表明吸附过程中可能同时存在疏水键力、偶极间力、氢键力、范德华力的作用。比较研究了对硝基苯酚在无机-有机柱撑蒙脱石上吸附的四种动力学模型,在吸附进行前30min,一级动力学方程最为理想,根据其相关系数可以求得各实验温度下的表观吸附速率常数Kd和吸附活化能Ea。

OH-Fe-有机柱撑膨润土的制备及其对苯酚的吸附试验研究

研究了羟基铁(OH-Fe)-有机柱撑膨润土的制备方法,并将其作为苯酚的吸附剂,探讨OH-Fe-有机柱撑膨润土对苯酚吸附的影响因素及吸附机理.在原土进行钠化的基础上,做出铁柱撑剂对其进行无机柱撑改性;再用CTMAB对其进行有机柱撑改性.结果表明:有机改性的柱撑膨润土,能大幅度提高对苯酚的吸附能力.将OH-Fe-有机柱撑膨润土作为PRB的反应介质应用于修复苯酚污染的土壤和地下水是可行的.在有机吸附剂用量30 g/L、吸附时间45 min、pH为8的水体中苯酚(10 mg/L)去除率达到82.8%,处理后苯酚质量浓度达到地下水水质Ⅲ类标准.

有机柱撑纯蒙脱石吸附Cr^(3+)的研究

利用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对纯蒙脱石进行有机柱撑改性,并对有机柱撑纯蒙脱石吸附Cr3+的性能进行研究。结果表明,吸附性能主要受吸附剂投加量、pH值和吸附时间等因素的影响,有机柱撑蒙脱石对Cr3+的吸附要优于纯蒙脱石;在实验条件下,有机柱撑蒙脱石对水中Cr3+(50 mL,质量浓度为1 mg/L)的最佳吸附工艺条件为:pH值为5.23,吸附剂的投加量为0.5 g,吸附时间为40 min,此条件下去除率达到了90.97%;20℃时有机柱撑蒙脱石对Cr3+的等温吸附曲线符合Langmuir方程。

有机柱撑水云母的制备及表征

经过"钡/钾离子交换"后的黑云母变为边缘区域为蛭石层,中央区域为云母层的水云母.用十八烷基三甲基氯化铵对水云母进行有机柱撑,得到有机柱撑水云母.通过X射线衍射测试和傅里叶转换红外光谱对粉末样品进行表征,研究了十八烷基三甲基铵离子对水云母层间距的影响及在夹层中的排布模式.结果表明,水云母中全部蛭石层和部分云母层被十八烷基三甲基铵离子撑大,柱撑层层间距为2.8 nm,层间十八烷基三甲基铵离子以单层倾斜结构排布,倾斜角约为45°.

有机柱撑膨润土稳定性的FTIR研究

利用FT-IR研究了有机柱撑膨润土在紫外光照射和高温灼烧条件下的稳定性.结果表明:空气氛围,常温环境中紫外光照射24h后,吸附水的伸缩峰消失;照射72h,进入膨润土晶层间的有机物分子,未发生变化;440℃高温灼烧2h,有机物基团的碳氢伸缩振动峰减弱消失,进入膨润土晶层间的有机柱撑分子分解.

有机柱撑型层状硅铝酸钠的合成及摩擦学性能研究

以十八烷基三甲基溴化铵(C_(18)N^(+)Me_(3))为模板剂,利用水热合成方法制备有机柱撑型层状硅铝酸钠材料(Lamellar Aluminosilicates-C_(18)N^(+)Me_(3),LAS-C_(18)N^(+)Me_(3)),通过XRD、SEM、FTIR和TG对样品进行表征。利用SRV往复摩擦磨损试验机考察有机柱撑型层状硅铝酸钠材料(LAS-C_(18)N^(+)Me_(3))与二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)复配作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能,利用SEM、3D和EDS分析钢球磨损表面形貌和化学元素分布。结果表明:添加质量分数5%LAS-C_(18)N^(+)Me_(3)的润滑脂有最佳的减摩抗磨效果;LAS-C_(18)N^(+)Me_(3)与ZDDP的适宜复配质量比为5∶2,复合使用有优良的协同效应,能显著提高润滑脂承载能力,有效降低磨损体积和平均摩擦因数。钢盘磨损表面分析表明,在往复运行过程中摩擦副表面存在LAS-C_(18)N^(+)Me_(3)物理保护膜和ZDDP化学膜,从而阻止了钢球和钢盘的直接接触,提高了基础锂基脂的摩擦学性能。

有机柱撑型层状硅酸钠δ-双八的摩擦学性能研究

用四球式摩擦磨损试验机考察有机柱撑型层状硅酸钠δ-双八在100SN基础油中的摩擦学性能,X射线衍射分析样品在实验前、后的变化情况,扫描电子显微镜观察分析磨损表面情况。结果表明,有机柱撑型层状硅酸钠δ-双八能有效地改善100SN基础油的承载能力、减摩抗磨等摩擦学性能,并能够在实验中保持层状结构不变。

柱撑型金属-有机骨架材料(PL-MOFs)在气态轻烃分离中的研究进展

综述了PL-MOFs的构建方法,总结了近年来PL-MOFs在烷烃、烯烃/烷烃、烯烃/炔烃、炔烃/烷烃等轻烃分离中的研究进展,并对其未来发展进行了展望,以期为构筑柱撑型金属有机骨架材料提供借鉴。

C_(10)TAB,C_(14)TAB,C_(18)TAB柱撑蒙脱石层间域有机柱排布研究

用十烷基三甲基溴化铵(C10TAB)、十四烷基三甲基溴化铵(C14TAB)和十八烷基三甲基溴化铵(C18TAB)制备有机柱撑蒙脱石,并对产物进行X射线衍射表征。研究结果表明:柱化剂的浓度和烷基季铵离子的性质能影响烷基季铵离子在蒙脱石层间的排布模式。在柱化剂浓度较低时易形成平卧排列,柱化剂达到一定浓度时石蜡型结构方能形成,且直链烷基越长,烷基季铵离子在蒙脱石层间越易形成石蜡型倾斜排列。在平卧结构向石蜡型结构转化过程中可出现多种排列共存。

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 .

螯合柱撑有机膨润土同时吸附去除冶炼废水中的镉和苯酚

采用表面活性剂十六烷基二甲基苄基氯化铵(HDBAC)和螯合剂四乙烯五铵(TEPA)复合改性制备成螯合柱撑有机膨润土(MB),通过批量试验研究MB对冶炼废水中镉和苯酚的去除效果。结果表明,(1)当HDBAC载入量为80%膨润土阳离子交换容量(CEC),螯合剂和膨润土的配比为0.4 mL/g,吸附时间为60 min,pH=7.0的条件下,MB对镉和苯酚的去除率分别可达85.1%和89.6%;(2)采用MB处理同时含镉和苯酚的模拟冶炼废水,镉的去除率随着苯酚浓度的增大而增大,而苯酚的去除率受镉浓度的影响较小;(3)MB对实际冶炼废水中镉和酚类物质的去除率分别为88.0%和99.9%,采用生石灰预处理后投加0.01 g MB,废水中苯酚和镉的质量浓度分别为0.001 mg/L和0.01 mg/L,均达到污水综合排放标准(GB 8978-1996),其中镉的排放浓度达到铅、锌工业污染物排放标准(GB 25466-2010)。

滑石粉、氧化锌柱撑有机皂石复合填料对聚乳酸结晶及性能的影响

以改性滑石粉与氧化锌柱撑有机皂石为添加助剂,通过溶液插层法制备了聚乳酸基纳米复合材料。研究了该复合材料的微观结构、热性能及力学性能。结果表明,滑石粉层间距被增大,硅烷偶联剂(KH570)被有效包覆在滑石粉片层表面;添加0.3份氧化锌柱撑有机皂石时,聚乳酸复合材料的拉伸强度达到40.3 MPa,比纯聚乳酸增加了约140.9%;改性滑石粉与氧化锌柱撑有机皂在聚乳酸基中起到了良好的异相成核作用,氧化锌柱撑有机皂石含量为0.3份时复合材料的结晶度比纯聚乳酸提高了87.0%,热分解温度提高了7.07℃。

ZnO柱撑有机皂石对聚乳酸结晶性能的影响

采用微波水解法制备ZnO柱撑皂石,通过十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)有机改性制备ZnO柱撑有机皂石,并以其为助剂通过熔融插层法制备了聚乳酸(PLA)/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料.X射线衍射(XRD)及红外光谱分析(FT-IR)表明皂石层状结构被剥离形成了纳米级皂石层片且有机改性效果良好.采用Avrami法对PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料的非等温结晶动力学进行了分析,结果表明:ZnO柱撑有机皂石缩短了PLA的半结晶周期(t1/2),提高了PLA的结晶速率,PLA晶体以二维或三维的方式增长.

微波辐照合成聚乳酸/氧化锌柱撑有机皂石纳米复合材料及其聚合动力学与结构表征

采用微波水解法制备氧化锌(ZnO)柱撑有机皂石,并以其为催化剂在微波辐照下通过D,L-丙交酯开环聚合制备聚乳酸(PLA)/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料。通过正交实验,获得最优聚合参数,PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料的珨Mw为39322。聚合动力学研究表明该聚合反应为3级反应,表观速率常数为157.264mol-2·L2·s-1。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、差示扫描量热分析和热重分析对ZnO柱撑有机皂石、纳米ZnO和PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料的结构进行了表征和分析,结果表明纳米ZnO柱撑有机皂石具有剥离型结构,能显著提高PLA复合材料的结晶性能和热稳定性。

HDTMA^+柱撑离子空间几何尺寸与柱撑蒙脱石层间排列方式的研究

用X射线衍射方法对不同柱撑浓度条件下制备的HDTMA+柱撑蒙脱石系列样品进行研究,结合有机离子的理论空间几何尺寸,提出有机柱撑离子在层间的不同排列展布方式。水平单层排列的HDTMA+离子可以有两种不同的排列方式并分别对应于柱撑产物的不同底面间距,水平双层排列虽然也可形成两种不同的排列方式,但是柱撑产物具有相同的底面间距,并用联锁嵌合结构解释了有机离子在水平双层和假三层排列模式下其实际总体高度要低于各单层高度数字之和。

HDTMA^+柱撑蒙脱石的^(13)C MAS NMR谱研究

采用13C魔角旋转核磁共振技术(MASNMR),对HDTMA+柱撑蒙脱石层间域内由于堆垛密度差异所致的具不同排列方式的有机离子的构形进行了研究。结果表明,长链烷基在层间并不是完全刚性的(All trans)状态,同时由不同构形离子组成的有机相之间的比例也不是不变的,而是随着有机离子在层间域内堆垛密度的增大,柱撑离子存在着一个从类似固体状态(Solid like)到类似液体状态(Liquid like)再到类似固体状态变化的宽范围的分子环境。其中平卧双层排列模式中有机分子所表现出的类似液体的性质最为明显,只有在较高堆垛密度的倾斜双层排列模式下层间离子才表现出较明显的类似固体状态。

柱撑膨润土对化工废水的处理研究

对膨润土进行无机柱撑、有机柱撑改性 ,改性膨润土应用于化工废水处理 ,探讨了絮凝剂用量、pH值等最佳使用条件。结果表明改性膨润土应用于化工废水处理 ,无机改性膨润土COD去除率最高为 5 5 .4 %。单纯使用有机柱撑膨润土处理LG废水 ,效果不好 ,COD去除率最高仅为 38.5 %。AlCl3 和Al2 (SO4) 3 与有机柱撑膨润土联用 ,能明显提高废水COD的去除率 ,而且Al2(SO4) 3 的效果好于AlCl3 的效果 ,COD的去除率达到 75 .6 % ,令人满意。