胺化木质素磺酸钠插层水滑石/Pebax混合基质膜的制备及气体分离性能研究

将胺化木质素磺酸钠(AL)通过阴离子交换法插层锌铝水滑石(LDH),得到填料AL-LDH,以聚醚嵌段酰胺共聚物(Pebax1657)为分离膜基材,制备具有一定成本优势的高CO_(2)/N2选择性混合基质膜。通过傅里叶红外变换光谱仪、X射线衍射仪进行定性和结构表征。采用SEM观察AL-LDH和LDH的微观结构。力学性能测试结果表明,3%AL-LDH/Pebax的断裂伸长率和拉伸强度分别达到464.7%和18.7MPa,比纯Pebax膜分别提升了66.4%和12.6%。AL-LDH/Pebax的CO_(2)渗透率最高可达113.60Barrer,比纯膜提高了131%,比LDH/Pebax系列提升了15%,证明AL-LDH能进一步提升混合基质膜的CO_(2)/N_(2)分离和选择性。

磷系阻燃剂插层镁铝型水滑石复合物的制备及其在热塑性聚氨酯中的阻燃应用

采用直接的无溶剂制备方法,将3种磷系阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)分别插层到镁铝型水滑石(MAH)片层中,制备了3种含磷阻燃剂的MAH复合物(DOPO-MAH、APP-MAH和MPP-MAH),并采用模压成型法制备了MAH复合物与热塑性聚氨酯(TPU)的复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和热重分析分别对复合物进行了表征,并且通过锥形量热仪对复合材料进行了表征。结果表明,MAH中MPP的分散性较差,DOPO和APP的分散性较好,并且磷元素分布均匀。MAH的初始层间距为4.11 nm,APP和MPP均在0.5 h时就已完成插层,最终层间距分别缩小到3.93和4.04 nm。DOPO则在0.5 h后完成,但插层后的层间距更小,为3.86 nm。与物理混合物所制得的复合材料相比,(DOPO-MAH-6h)/TPU和(APP-MAH-6h)/TPU的热释放速率峰值分别从669.3 kW/m^(2)降至573.9 kW/m^(2),从657.7 kW/m^(2)降至405.9 kW/m^(2),(MPP-MAH-6h)/TPU与(MPP+MAH)/TPU的热释放速率峰值的差别不大。与TPU热释放速率峰值的1236.6 kW/m^(2)相比,(DOPO-MAH-6h)/TPU降低了53%,(APP-MAH-6h)/TPU降低了67%,(MPP-MAH-6h)/TPU降低了57%,以上表明DOPO-MAH、APP-MAH和MPP-MAH可以用来改善TPU的阻燃性能,但DOPO-MAH与APP-MAH在TPU中的阻燃应用前景更好。

超分子结构水杨酸根插层水滑石的组装及结构与性能研究

以锌铝水滑石ZnAl CO3LDHs为前体 (主体 ) ,以乙二醇为分散介质 ,用离子交换法组装了水杨酸根 (客体 )插层水滑石ZnAl [o HO(C6 H4)COO]LDHs ,并用XRD ,FT IR ,TG DTA等手段对样品进行了表征。结果表明 ,通过控制离子交换条件 ,水杨酸根阴离子可取代锌铝水滑石前体层间的CO2 -3离子 ,组装得到晶体结构良好的水杨酸根插层水滑石。通过研究发现 ,主体水滑石层板与客体以静电力和氢键相互作用 ,得到的超分子结构材料紫外阻隔作用增强并具有较好的稳定性 ,从而成为一种集屏蔽和吸收双重功能的新型无机

超分子结构甲基橙插层水滑石的组装及其光热稳定性研究

甲基橙是一种酸性染料 ,但因为它的光和热稳定性较差 ,使其应用范围和使用效果受到了一定限制 .以 Mg0 .6 7Al0 .33( OH) 2 ( CO3) 0 .1 6 5· 0 .5 8H2 O LDHs为前体 ,采用离子交换法 ,将甲基橙插入到 LDHs层间 ,借助 XRD,FTIR,UV-Vis和 TG-DTA等手段对样品进行表征 .结果表明 ,甲基橙阴离子可以完全取代前体层间的 CO2 - 3离子 ,组装得到晶体结构良好的甲基橙插层 LDHs.对其结构进行研究发现 ,LDHs主体层板与客体甲基橙阴离子之间存在静电吸引、氢键和其它弱化学键相互作用 ,具有超分子结构特征 .该超分子结构材料不仅保持了甲基橙本身的颜色 ,而且与甲基橙相比 。

有机紫外吸收剂插层锌铝水滑石的制备及表征(英文)

采用离子交换法,以去离子水或乙二醇为分散介质,制备了层间为磺基水杨酸、4-羟基-3-甲氧基肉桂酸和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸等紫外吸收剂阴离子插层的锌铝水滑石。利用XRD、IR、TG-DTA等技术对样品结构进行表征,采用UV-Vis吸收光谱研究产物的光化学特性,并用Gaussian-98软件包中ab initio分子轨道法(HF/6-31G)计算了3种有机紫外吸收剂的分子结构和电荷分布,提出了合理的客体分子在主体层间的排列方式,分析了其结构与光化学行为的关系。研究表明,由于有机紫外吸收剂进入层间,不仅客体与主体层板存在静电力和氢键相互作用,而且在限域空间中有利于客体之间的相互作用,从而使插层产物的紫外吸收范围和能力显著增强,是一类具有潜在应用价值的无机-有机超分子复合结构的紫外吸收材料。

表面预处理对镁铝水滑石结构性质和缓释性能影响

以Mg-Al-NO3水滑石(LDHs)为载体,将5-氟尿嘧啶(5-FU)通过离子交换法插入其层间,得5-FU/LDHs缓释材料。并对水滑石表面进行弱酸预处理改性,利用XRD、FTIR、TG-DSC、SEM和零电荷点(pHPZC)等表征手段,考察酸预处理对水滑石表面化学性质及微观结构的影响。结果表明,5-FU/LDHs的层间距从0.858 nm扩大到1.064 nm,层间5-FU2阴离子与主体层板通过氢键与静电作用,以呈一定角度单层交替排列于层间。酸预处理的水滑石粒径变小,层板正电荷密度增大。5-FU的释放机理是物理扩散、离子交换和药物溶解等协同作用,酸预处理可提高水滑石的缓释性能和稳定性。

柠檬酸插层MgAl水滑石对水溶液中Zn^(2+)的吸附性能

采用离子交换法制得柠檬酸插层Mg Al水滑石吸附剂,对吸附剂进行XRD、IR、SEM和BET表征,考察制备的吸附剂对溶液中Zn2+的吸附能力,探讨吸附剂投加量、Zn2+溶液浓度、p H以及吸附温度对Zn2+吸附率的影响,并进行动力学和热力学特征的研究。结果表明:吸附条件对Zn2+的吸附能力影响较大,适宜的水滑石投加量为2~3 g/L,p H以弱酸性为宜,对于Zn2+浓度不超过80 mg/L的溶液,室温下Zn2+吸附率在60%以上,而高温有利于提高Zn2+吸附率。吸附过程符合二级动力学模型,吸附等温曲线可用R-P模型来描述。吸附过程能够自发进行,为吸热过程。

NiAl类水滑石/皂石层状复合材料的制备及结构表征

以NiAl类水滑石和八面体片阳离子为Zn2+的皂石为前体,利用两前体层板带电荷的相反性和层间域离子的可交换性,在室温、常压的温和实验条件下,将带正电荷的类水滑石层板引入到带负电荷的皂石层间,首次合成出了一种新型层状复合材料——NiAl类水滑石/皂石层状复合材料。XRD、DTA、IR和27AlMASNMR的测试结果表明,类水滑石八面体层板已顺利插层到皂石片层之间,复合材料在c轴方向是单个皂石层板与单个类水滑石层板的交叉堆叠。DTA分析结果还表明,该层状复合材料具有高热稳定性,结构破坏温度高达837℃。

过氧杂多阴离子柱撑水滑石类层状化合物的合成与表征

以硝酸根型水滑石作交换前驱体，通过离子交换法合成了过渡金属离子一、三钛取代的Ｋｅｇｇｉｎ结构过氧钨硅杂多阴离子柱撑水滑石Ｚｎ２Ａｌ（ＯＨ）６－［ＳｉＷ１１（ＴｉＯ２）Ｏ３９］及Ｚｎ２Ａｌ（ＯＨ）６－［ＳｉＷ９（ＴｉＯ２）３Ｏ３７］，用元素分析、ＸＲＤ、ＩＲ、ＸＰＳ、化学分析等手段对产物的组成和结构进行了表征，结果表明，过氧杂多阴离子进入水滑石层间，使水滑石的层间距从０．９２ｎｍ增加到１．４７ｎｍ。且过氧杂多阴离子中的基团未被破坏。

插层三元锌镁铝水滑石的制备及其在PVC中应用

采用共沉淀-离心-水热法制备出形貌规整且高结晶度的锌镁铝水滑石(ZnMgAl-CO_3LDHs),以此为前驱体通过离子交换反应制备出磷酸二氢根插层锌镁铝水滑石(ZnMgAl-P LDHs),利用XRD、FT-IR、SEM、TG/DTG分析表明磷酸二氢根成功插入到锌镁铝水滑石层间,层间距从0.763 5 nm增加到1.226 0 nm。将磷酸二氢根插层锌镁铝水滑石与聚氯乙烯(PVC)复配,研究其对聚氯乙烯的热稳定性、力学性能及流变性能的影响,研究发现磷酸二氢根插层锌镁铝水滑石能够明显提高PVC的初期抑制变色性能,但是长期热稳定性略有降低;磷酸二氢根插层改性锌镁铝水滑石后提高了在聚氯乙烯基材中的分散性并改善了与聚氯乙烯之间的相容性,聚氯乙烯力学性能提高,但是加工流变性能稍有降低。

4-MAA与2-NSA共插层镁铝水滑石的制备和光物理性质

在乙二醇介质中,通过离子交换法,成功地将一对具有给体受体性质的发色团4-甲氧基苯乙酸(4-MAA)与2-萘磺酸(2-NSA)共插入到层状镁铝水滑石层间,组装得到晶相单一的共插层类水滑石.产物采用XRD、FTIR、TG-DTA等测试技术进行结构表征,采用UV-Vis吸收光谱和荧光光谱研究其光谱特性.并用G03w软件包中abinitio分子轨道法(HF/6-31G)计算了客体分子结构和电荷分布,认为4-MAA阴离子是以单层形式以45°倾斜排布在层板之间,而2-NSA是以单层形式垂直排布层板之间.结果表明,给体受体进入层间后,不仅客体与主体层板存在静电力和氢键相互作用,而且在限域空间内客体之间发生了相互作用,产生了给体受体间的能量转移过程.

铈杂多配离子-水滑石超分子层柱材料ZnAl-Ce(PMoV)_2的插层组装、表征及催化性能

以十四酸根阴离子柱撑Zn-Al水滑石Zn0.77Al0.22(OH)2.0.22C13H27COO.0.81 H2O(记为ZnAl-14A)为预撑前体,在水溶液中用离子交换法将以2∶17缺位杂多酸根离子(P2Mo16VO61)11-记为(P Mo V)为配体的稀土杂多配阴离子Ce(P2Mo16VO61)219-(记为Ce(PMoV)2)插层组装到水滑石层板间,合成了一种具有大的层间距(3.37 nm)的超分子插层材料Zn0.77Al0.23(OH)2.0.0105[Ce(P1.9Mo15.7V1.1O61)2].0.011C13H27COO.0.83H2O(记为ZnAl-Ce(PMoV)2)。用ICP,IR,XRD和DTA对产物的组成和结构进行了表征。结果表明,该产物中Ce(PMoV)2配阴离子沿其长轴垂直于层板的方向分布于水滑石层间;产物具有规整的层状结构和热稳定性;产物对乙酸与正丁醇的酯化反应,二甘醇的脱水-环化反应和H2O2氧化环己烷的反应有良好的催化性能,且易于回收重复使用。

荧光发色团插层镁铝水滑石的制备和光物理性质

以层状镁铝水滑石[Mg 0.66 Al 0.34(OH)2](CO3)0.17.0.67H2O为主体,通过离子交换法,分别将乙基橙(EO-)和4-氨基偶氮苯基-4-磺酸阴离子(4A-)插入到层状镁铝水滑石层间和吸附在镁铝水滑石表面.插层产物及表面吸附产物分别采用XRD、IR、TG-DTA等测试技术进行结构表征,采用UV-Vis吸收光谱和荧光光谱研究其光谱特征.并用G03w软件包中ab initio分子轨道法(HF/6-31G)计算了客体分子结构和电荷分布,认为客体阴离子以单层形式垂直排布于层板之间.结果表明,客体进入层间后,由于客体与主体的相互作用,在限域空间内客体微环境的改变造成荧光发射强度发生改变,与纯客体相比EO插层产物的荧光强度提高,而4A插层产物的荧光发射强度却大大减弱,EO与4A的吸附产物荧光发射强度均降低,说明通过主体与客体或客体与客体的相互作用可以改变客体的光物理性质.

Zn/Al类水滑石及其插层材料的光催化性能

以氨水为共沉淀剂,采用低温共沉淀法合成了不同摩尔比的Zn/Al类水滑石,并通过离子交换法在层板间引入磷钨酸根离子,经焙烧后得到具有光催化性能的催化材料,研究插层前后类水滑石焙烧产物对甲基橙等染料的光催化降解性能。结果表明,CZn-Al-r催化剂具有优良的光催化降解有机染料的性能,通过调整催化剂前驱体中金属元素的比例,甲基橙和亚甲基蓝的降解率可在2 h内接近100%。而经磷钨酸插层后,IZnAl-2的光催化降解速率较CZnAl-2有所下降。

癸二酸根插层水滑石的组装及其结构表征

Sebacate-intercalated hydrotalcite was prepared using Mg-Al layered double hydroxides (Mg-Al LDHs) as intercalation hosts and sebactate ion as interscalation gust by methods of ion exchange, one-step synthesis and calcinations-rehydration and characterized by IR, XRD and TEM. The sebacate-pillared Mg-Al hydrotalcite with good crystallinity could be prepared by any one of the above mentioned methods. The interlayer distance for the pollared species varied slightly with synthetic method and reaction conditions.

锌皂石的非水热合成与插层组装性能研究

以尿素为羟基缓释剂和pH值控制剂,在常压和低于100℃的温和实验条件下,用非水热法合成出了八面体片阳离子为Zn2+的皂石,研究了原料的硅铝配比(nSi/nAl),溶液pH值、晶化温度和晶化时间对锌皂石合成的影响,利用XRD,TEM,IR等手段对样品进行了表征.结果表明:合成样品具有三八面体皂石结构;在比较宽的投料范围内(nSi/nAl=5.67～19),合成皂石的晶相和晶形无明显变化;在初始pH=6的体系中,90℃晶化12.5h即可获得结构完整、晶相单一的锌皂石;非水热条件下,锌皂石在a向和b向上择优生长,c向生长速度相对较慢;另外,利用层间域离子的可交换性和层板带电荷的相反性,将带正电荷的类水滑石客体层板引入到带负电荷的皂石层间,形成了c向上单个皂石主体层板与单个类水滑石客体层板交叉堆垛的结构方式.

生色基团插层锌铝水滑石的制备和性质

以层状锌铝水滑石为主体,在乙二醇介质中,通过离子交换法,将一对具有给体-受体性质的生色团香豆素-3-甲酸(3-CCA)与9-蒽甲酸(9-ACA)共插入到层状锌铝水滑石层间,组装得到晶体结构良好的共插层类水滑石,且通过控制离子交换的时间、温度、客体投料比,可制得一系列具有不同摩尔比客体的共插层产物.产物采用XRD、IR、TG-DTA等测试技术进行结构表征,采用UV-Vis吸收光谱和荧光光谱研究其光谱特性.结果表明,给体-受体进入层间后,不仅客体与主体层板存在静电力和氢键相互作用,而且在限域空间内有利于客体之间的相互作用,从而产生了给体-受体间的能量转移过程.

浅色水滑石/红磷复合阻燃剂的制备及性能

采用白磷插层进入水滑石层间后再转化为红磷的方法制得红磷插层水滑石,从而得到了用于环氧树脂体系的浅色水滑石/红磷复合阻燃剂。考察了白磷和水滑石配比对转化率的影响及红磷含量对丙氨酸交换量的影响,并研究了白磷插层水滑石阻燃剂用于环氧树脂的阻燃性能。结果表明转化后红磷在水滑石中的含量与转化前白磷与水滑石的配比之间符合一定的线性关系,即y=-8.44373+0.72491x;丙氨酸的交换量随着红磷含量的增大而减小;以插层水滑石为阻燃剂,阻燃效果优于水滑石/红磷混合物,且颜色较浅,亨特白度为30.13,大于直接混合的23.93;当水滑石、红磷质量分数分别为5%、1.48%时,环氧树脂的阻燃性能就达到FV-0级。

MgAl-PdCl_4水滑石的合成与表征

以MgAl-NO3水滑石为前驱体,用离子交换法将PdCl42-作为客体插入水滑石的层间,通过XRD、IR、DTA、比表面积等表征制备的水滑石,探讨了Pd含量、插层时间、Mg/Al摩尔比以及焙烧温度对制备水滑石结构的影响。结果表明,插层产物中PdCl42-与NO3-共存于层间,PdCl42-的引入,减小了水滑石的层间距,PdCl42-引入量越多,层间距减少的越多。Mg/Al摩尔比在2～4均可以形成MgAl-PdCl4-HLTcs,但是其值增大时,水滑石的层间距逐渐降低。插层交换时间延长有利于PdCl42-插入层间,但从制备水滑石的角度看,晶化时间8h,即可得到结晶良好的水滑石化合物。DTA分析结果显示,在较高的PdCl42-引入量,或较高的Mg/Al摩尔比时层间PdCl42-失去Cl-转化成PdO的温度在370℃左右,层间NO3-的脱除温度在410℃附近;在低的PdCl42-引入量,或低的Mg/Al摩尔比两个脱除过程一起进行,在500℃左右完成。随着层间PdCl42-的分解及NO3-的脱除,400℃时MgO-Al2O3-PdO物相开始形成,600℃时基本形成完全,比表面积也达到最大,进一步提高焙烧温度至800℃,由于金属氧化物的晶粒变大及出现少量的MgAl2O4尖晶石物相,其比表面积有所下降。

荧光性含铕类水滑石/PMMA复合材料的研究

采用插层聚合,将甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体插层进入红光类水滑石片层中,引发原位聚合,层间距增大至剥离,使片层与聚合物基体以纳米尺度复合,制备荧光性离散型聚甲基丙烯酸甲酯/层状无机物纳米复合材料。用红外光谱、荧光光谱、XRD、扫描电镜、原子力显微镜、热分析等对结构和性能进行了表征。结果表明,红光类水滑石片层已充分剥离分散于PMMA基质中,在365nm紫外光激发下,产生高亮度、高色纯度的红光发射,并且相较于PMMA具有更高的热稳定性。