铝镁水滑石吸附氯离子性能研究

用共沉淀法制备了n(Mg)/n(Al)=2∶1的铝镁水滑石,并用红外光谱仪对铝镁水滑石进行了分析。研究了吸附时间、吸附温度、吸附剂用量等条件对吸附量的影响。实验结果表明,在最适温度为30℃、吸附时间为3.0 h、铝镁水滑石用量为0.2 g时,水滑石吸附氯离子比较符合Langmuir吸附等温式,饱和吸附量为21.67 mg/g。

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。

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。

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。

镁铝水滑石泡沫阻燃剂的制备及阻化特性研究

为防治煤自燃,采用表面活性剂、稳泡剂和镁铝水滑石(HT)按一定比例配制出稳定性高、阻燃效果好的镁铝水滑石泡沫,通过正交试验和Waring-Blender法确定了镁铝水滑石泡沫的最佳配方,通过程序升温装置和锥形量热实验测试其阻化特性。结果表明:当表面活性剂Silok8022质量分数为0.03%、AOS质量分数为0.1%、LAMC质量分数为0.075%,稳泡剂HEC质量分数为0.05%,阻燃剂HT质量分数为1%时,镁铝水滑石泡沫的性能最好;在低温阻化方面,HT泡沫的阻化率达到68.4%,200℃时添加HT泡沫的煤样CO体积分数较原煤降低了36.9%;在高温燃烧方面,HT泡沫处理的煤样热释放速率峰值从74.59 kW/m^(2)下降至43.48kW/m^(2),总热释放量从9.98 MJ/m^(2)下降至7.15 MJ/m^(2),相比MgCl2和AFFF,HT泡沫对煤表现出优异的阻燃效果;添加HT泡沫的煤样脂肪烃和含氧官能团含量均显著降低,表明HT泡沫对煤自燃具有较强的抑制能力。

焙烧镁铝水滑石脱除厌氧消化沼气中CO_(2)的效果及机制

厌氧消化沼气中含有的CO_(2)会降低沼气利用价值,高效去除CO_(2)是沼气利用领域的研究热点。焙烧镁铝水滑石具有良好的CO_(2)吸附性能,本文利用响应面法的Box-Behnken模型优化CO_(2)吸附条件,考察吸附剂剂量、焙烧温度和反应温度对吸附效果的影响;通过吸附材料表征、吸附过程测定分析吸附作用机制。实验结果表明,吸附剂剂量、焙烧温度和反应温度均对CO_(2)吸附有显著影响,最适宜的吸附条件为:投加量0.016g/m L、400℃焙烧、55℃反应。在此条件下,沼气中的CO_(2)体积分数从23.51%降至0,CO_(2)吸附容量为0.625mmol/g,CH4回收率为94.7%,经过6次循环吸附后,吸附剂仍具有良好的再生性能。吸附过程及吸附材料的X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、比表面积、等电点及孔结构测试结果表明,焙烧镁铝水滑石的吸附过程十分迅速,表面碱性位点吸附及层间阴离子插层作用同时促进了CO_(2)吸附。

镁铝水滑石的焙烧筛选及磷吸附机理综合实验设计

针对水体富营养化问题,设计了镁铝水滑石的焙烧筛选、结构表征及磷吸附机理研究的综合实验。该实验考察了不同温度制备的焙烧镁铝水滑石(LDO)的除磷性能,筛选出500℃焙烧制备的镁铝水滑石(LDO-500)作为后续磷吸附研究,并对吸附磷前后的LDO-500进行了FTIR、XRD和SEM结构表征,探索了其吸附机理。不仅能让学生熟悉并掌握多种分析仪器的操作技能,还可提升学生的科研素养,增强其科研思维能力。

纳米镁铝水滑石的制备及其对聚氨酯阻燃性能的影响

采用液相沉淀法制备纳米镁铝水滑石微粉,利用XRD、TEM和TG对试样进行表征,研究了反应温度、干燥时间以及碳酸根浓度对镁铝水滑石纳米晶的影响。镁铝水滑石微粉经硅烷偶联剂KH550表面改性后填充到聚醚多元醇组合料中,采用原位聚合法制备出镁铝水滑石/软质聚氨酯纳米复合材料,研究了纳米镁铝水滑石对聚氨酯的阻燃效果及阻燃机理,并与Al(OH)3阻燃效果进行对比。实验结果表明,晶粒尺寸随反应温度的升高而增大;干燥5h镁铝水滑石的热分解性能较好;适当提高碳酸根浓度可以改善镁铝水滑石晶体规整度;硅烷偶联剂KH550用量为5%时对镁铝水滑石表面改性效果最好;镁铝水滑石阻燃剂填充软质聚氨酯复合体系的阻燃效果要优于Al(OH)3阻燃剂。

镁铝二元水滑石的焙烧产物对染料废水酸性红88的吸附

研究了镁铝水滑石的焙烧产物（LDO）对阴离子染料废水酸性红88（AR88）的吸附特征。分别考察了染料的初始浓度、吸附剂投加量、初始pH值、反应温度和竞争离子等因素的影响，并用XRD、红外光谱对水滑石以及吸附前后的LDO进行了表征。实验结果表明：LDO对高浓度的AR88具有良好的去除效果，在15℃、pH=10－11下，1.0g·L^-1的LDO对浓度为2000mg·L^-1的AR88的去除率可高达99.95％.吸附容量为1999.0mg·g^-1。经4次回收重复利用的LDO对AR88的去除率仍为90％以上。

镁铝摩尔比对水滑石电缆阻燃剂热性能的影响

镁铝水滑石 ([Mg6Al2 (OH) 1 6CO3 ]· 4H2 O)用作电缆阻燃剂具有阻燃、消烟、填充三种功能 ,是无卤无机阻燃剂的新品种。本文首次在常压下用一步工艺法沉淀反应制备出镁铝水滑石试样 ,并讨论了不同的镁铝摩尔比对所得镁铝水滑石阻燃剂的相结构以及热分解温度和 DSC吸热值的影呐。结果表明 ,在适当范围内 ,合理的镁铝比可优化 DSC吸热值 。

纳米晶镁铝水滑石的制备及其热分解机理

研究了无机阻燃剂镁铝水滑石纳米晶的制备及其热分解机理.采用常压下,一步反应的液相法制备镁铝水滑石试样,用XRD和TEM测试试样的相组成和形貌,针状镁铝水滑石纳米晶体的长度约80nm.依据DSC和DTA-TG测试结果,发现镁铝水滑石纳米晶的热分解由两个阶段组成:第一个吸热峰出现在220℃左右,第二个吸热峰出现在380℃左右.研究了反应时间对所得镁铝水滑石试样的热分解性能的影响,发现延长反应时间,镁铝水滑石试样的第一次、第二次热分解的起始温度升高,第一次热分解的失重值增大,最后剩余氧化物的量增大,从而增强镁铝水滑石阻燃剂的阻燃性能.根据不同升温速率下获得的DSC测试数据,应用Achar微分法、atava-estk积分法和Ozawa积分法对镁铝水滑石纳米晶热分解的第二个阶段进行了动力学计算和分析,确定该段的热分解机理函数积分式为(1-α)-1-1.

镁铝水滑石及其复合体系对PVC热稳定性能的调控

采用比色法、热失重法等研究了不同镁铝摩尔比的水滑石(LDHs)对PVC糊热稳定性能的影响。结果表明,在镁铝比分别为2、3、4的样品中,镁铝比为2的LDHs对PVC的热稳定效果最佳;将其与传统的铅盐、有机锡稳定剂复配,均具有良好的协同效应,可以实现对PVC糊热稳定性能的控制。其中,PVC/Mg-AlLDHs/Sn以100∶1.5∶1.5(质量份数,下同)比例复合后的体系,不仅热稳定性能优于传统的的铅盐体系,而且具有较低的糊黏度及较好加工流变性能。

纳米晶镁铝水滑石固定化脂肪酶性质研究

以阴离子型层状材料纳米晶镁铝水滑石为载体通过直接吸附对脂肪酶进行固定,考察了各因素对酶固定化的影响,优化了固定化条件。研究表明,脂肪酶的较优固定化条件为载体用量0.32 g/mL(720 U/mL 酶液),30～35℃,pH 值7.5,负载6～7 b,制得的固定化酶表观酶活达725 U/g。游离酶和固定化酶的水解活化能分别为5.45 kJ/mol 和16.31 kJ/mol,游离酶和固定化酶的表观失活活化能分别为20.28 kJ/mol 和29.02 kJ/mol,固定化酶较游离酶稳定。

乙二醇—变频微波—水热法制备优质镁铝水滑石及表征

以MgCl2·6H2O、AlCl3·6H2O、Na2CO3为原料,采用乙二醇—变频微波—水热法制备了优质镁铝水滑石。样品用XRD、SEM、TEM、IR、TG-DAT、N2吸附—解吸进行了物相、粒度、晶体形貌结构、红外分析、热分析和比表面分析。考察了传统水热法、变频微波—水热法、乙二醇—水热法、乙二醇—变频微波—水热法四种工艺对水滑石晶形、结构、分散性、规整性的影响。实验发现,在水热反应体系中加入φ=10%的乙二醇,调节变频微波炉反应温度为120℃,反应时间为5 h时可获得晶形好、板层结构显著、规整性好、分散性好的优质镁铝水滑石,透射电镜示粒子直径约在200 nm。

纳米晶镁铝水滑石制备机理及抗毒性研究

以尿素为沉淀剂制备纳米晶镁铝水滑石,考察不同镁铝比制备的纳米晶镁铝水滑石催化剂对大豆油酯交换的影响以及催化剂的抗水抗酸性和使用寿命,并探讨纳米晶镁铝水滑石的合成机理。随镁铝摩尔比增加,酯交换反应所需时间减少,当m(Mg2+)∶m(Al3+)=3∶1时,转化率高达94.2%;当m(Mg2+)∶m(Al3+)=4∶1时,使用寿命最长,可重复使用5次。纳米晶镁铝水滑石具有较强抗水抗酸性,故在进行酯交换反应中无须脱水脱酸。

以镁铝水滑石为前驱体制备复合氧化物催化丙酮气相缩合反应

采用共沉淀-恒温晶化法制备了系列镁铝水滑石(Mg-Al-LDH)样品,对镁铝水滑石在500℃焙烧得到镁铝复合氧化物(Mg-Al-LDO),采用IR、XRD、CO2-TPD、SEM及N2吸附-脱附等方法对Mg-Al-LDH和Mg-Al-LDO进行了表征。在温度250℃、液时空速1h-1条件下,采用固定床对镁铝复合氧化物催化剂对丙酮缩合反应的性能进行微反活性评价。研究结果表明,晶化时间与镁铝复合氧化物的弱碱性位和强碱性位的密度相关。丙酮缩聚反应的主要产物为异佛尔酮(IP)和异丙叉丙酮(MO),以及少量的异丙烯基丙酮、双丙酮醇,均三甲苯等。丙酮缩聚制备异佛尔酮的反应需要催化剂表面弱碱性位(Sw)与强碱性位(Ss)的协同作用,Sw与Ss需要匹配。晶化12h得到的镁铝复合氧化物催化剂(LDO-12)的Sw/Ss=1.3,异佛尔酮(IP)选择性为65.3%,单程有效收率(IP+MO)为14.8%。

负载型镁铝水滑石催化酯交换合成生物柴油

采用共沉淀法合成了镁铝水滑石,以其为载体负载K2CO3制备了负载型镁铝水滑石催化剂,用于菜籽油酯交换合成生物柴油。研究了未负载活性组分时,镁铝水滑石和焙烧后得到的镁铝复合氧化物对酯交换反应的催化活性,以及负载K2CO3后,活性组分负载量对催化剂活性的影响,并利用X射线衍射表征了焙烧前后以及负载K2CO3前后催化剂物相结构的变化。实验发现,水滑石载体和K2CO3在高温焙烧后形成的钾铝和镁钾氧化物是催化剂碱性和活性提高的重要原因。进一步优化了活性组分负载量和酯交换反应条件,以镁铝水滑石为载体,负载25%的K2CO3作为催化剂,在催化剂用量2%,醇油摩尔比12∶1,反应温度60℃,反应时间1.5h时,油脂转化率高达99%。

镁铝铜水滑石的合成、表征及性能研究

采用共沉淀法合成了不同摩尔投料比 (Mg Al Cu)的碳酸根型水滑石 ,用X 射线、红外光谱、热重 差热分析对水滑石进行了表征 ,测定对NOx 的吸附性能。结果表明 ,Mg Al Cu摩尔比为 2 5∶1∶0 5 ,2∶1∶1,1∶1∶2时合成的复合氧化物中都具有“feitknecht”结构。热重 差热分析结果显示合成样品的分解均有两个过程 ,掺入铜量少 ,热稳定性高。Mg Al Cu为 2 5∶1∶0 5的水滑石对氮氧化物的吸附容量为 14 84 4mg g。

镁铝水滑石层板与层间阴离子相互作用的理论研究(英文)

本文采用以ASEDMO含原子对排斥的EHMO法为基础的结构自动优化的EHTOPT程序对镁铝水滑石LDHs层板与层间阴离子相互作用进行了理论研究。以Mg6Al2OH16X·H2O为分子结构单元计算并分析了与不同层间阴离子形成稳定结构的能量变化、成键状况及电荷转移情况揭示了层间作用力的本质。结果表明LDHs层板与层间阴离子间存在静电吸引、氢键等非共价键弱相互作用且氢键作用为主其强弱与阴离子电荷分布、空间排布方式密切相关层间阴离子电荷分布同时还影响着层板酸碱性的变化。

针状纳米晶镁铝水滑石阻燃剂结晶状况的优化

常压下采用一步反应液相法制备镁铝水滑石试样,研究了镁铝摩尔比、碳酸钠质量浓度以及反应时间对镁铝水滑石纳米晶制备的影响,发现:①随着镁铝摩尔比从1∶6增大到3∶1,镁铝水滑石的晶粒大小在增大,镁铝水滑石晶体中间层中CO32-的对称性提高,中间层内H2O和CO32-分布的有序性增大;②碳酸钠浓度的变化对镁铝水滑石试样的纯度几乎没有影响,但合适的碳酸钠浓度有利于促进水滑石晶体中间层中CO32-的对称性,以及中间层中H2O和CO32-分布的有序性;③随着反应时间从6min到4h的延长,镁铝水滑石晶粒逐渐长大,结晶状态变好,且镁铝水滑石试样的第一次热分解质量损失值增大、起始温度点升高,第二次热分解的起始温度点升高、质量损失值减小.