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        超聲法制備高嶺土-水合肼插層復合物

        2017-02-25 09:48:36胡小龍內(nèi)蒙古機電職業(yè)技術(shù)學院內(nèi)蒙古呼和浩特010070
        化工管理 2017年3期
        關(guān)鍵詞:插層水合肼高嶺土

        胡小龍(內(nèi)蒙古機電職業(yè)技術(shù)學院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070)

        超聲法制備高嶺土-水合肼插層復合物

        胡小龍(內(nèi)蒙古機電職業(yè)技術(shù)學院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070)

        高嶺土是一種無機層狀材料,由于其層間有比較強的氫鍵相連,使其在實際應用中受到限制。近年來,高嶺土插層研究逐漸受到人們的重視。它的有機復合物在吸附、反應活性等方面都表現(xiàn)出優(yōu)良性質(zhì)。將有機物插入高嶺石層間,使其層間距增大,層間表面能降低,層間由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?可以經(jīng)過多步層間置換反應得到性能優(yōu)異的納米復合材料。本文采用超聲法將水合肼插入到高嶺土層間,通過XRD表征表明該方法可以很大程度上提高插層率。

        高嶺土;水合肼;超聲;XRD

        高嶺土的主要成份是高嶺石,其結(jié)構(gòu)由兩層組成,一層為Si-O四面體另一層為Al-(O,OH)八面體。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。在層與層之間易形成氫鍵,故其陽離子交換容量小,水分不易進入晶間,故其水化性能差,造漿性能不好[1,2]。

        圖1:高嶺土晶體結(jié)構(gòu)

        將有機分子插入高嶺土對其結(jié)構(gòu)進行改性始于1961年[3]。隨著研究的進行,人們發(fā)現(xiàn)尿素、氨基甲醛等有機分子可以進入高嶺土層間,使其層間距增大。之后,人們對插層復合物的反應機理,結(jié)構(gòu)特征及特殊性能研究均有了較大的發(fā)展,為今后實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)建立了理論基礎(chǔ)。高嶺土的插層方法主要有直接插層、取代、聚合、接枝等。去主要插層原理是層間氫鍵的斷裂以及和有機分子形成氫鍵[4]。

        1 實驗部分

        1.1 高嶺土-水合肼插層復合物的制備

        試樣1:稱取高嶺土5g,加入80%水合肼溶液30ml,室溫下攪拌1h,離心分離去除多余溶液,在60℃條件下干燥取出,即得到未超聲處理的高嶺土-水合脫插層復合物。

        試樣2:稱取高嶺土5g,加入80%水合肼溶液30ml,超聲處理10min,室溫下攪拌1h,離心分離去除多余溶液,在60℃條件下干燥取出,即得到超聲處理的高嶺土-水合脫插層復合物。

        試樣3、4:稱取高嶺土5g,加入80%水合肼溶液30ml,超聲處理1h(2h),室溫下攪拌6h,離心分離去除多余溶液,在60℃條件下干燥取出,即得到超聲處理的高嶺土-水合脫插層復合物2份。

        1.2 XRD表征晶體結(jié)構(gòu)

        測試條件為:2θ在3-15o之間掃描,掃描速率為2o∕min。分別將樣品1、2、3、4進行XRD測試

        2 結(jié)果與討論

        圖2為高嶺土-水合肼插層復合物未超聲處理和超聲處理XRD圖。圖中2θ=12.3o出現(xiàn)的峰是高嶺土原土的特征峰,2θ= 10.7o出現(xiàn)的峰是高嶺土-水合肼插層復合物的特征峰。由圖可知,在其他條件相同的情況下,經(jīng)過超聲處理,高嶺土-水合肼插層復合物的含量大大增加。

        圖2.試樣XRD圖:a.未超聲處理試樣 b.超聲處理10min試樣

        圖3.試樣XRD圖:a.原土 b.超聲處理1h試樣 c.超聲處理2h試樣

        圖3為高嶺土原土、超聲處理1h、2h高嶺土-水合肼插層復合物XRD圖。由圖可知,將水合肼插入高嶺土后,高嶺土的層間距由0.72nm變?yōu)?.04nm。另外,隨著超聲時間的增長,插層率也在逐漸增加。

        3 結(jié)語

        通過運用XRD對高嶺土-水合肼插層復合物分析可知,超聲法可以提高水合肼對高嶺土的插層率。同時,隨著超聲時間的增加,插層率也在增加。

        [1]王林江,吳大清.高嶺土有機插層的研究進展[J].材料導報,2001,15(6):41-43.

        [2]趙順平,夏華,張生輝.高嶺石-有機插層復合材料的研究進展[J].材料科學與工程學報,2003,21(2):621-623.

        [3]韓世瑞,劉雪寧,胡南,楊治中.超聲化學法制備高嶺土二甲亞礬插層復合物的研究[J].廣州化學,2003,28(3):11-14.

        [4]殷海榮,武麗華,陳福等.納米高嶺土的研究與應用[J].材料導報,2006,20(6):196-199.

        胡小龍(1983-),漢族,單位:內(nèi)蒙古機電職業(yè)技術(shù)學院冶金與材料工程系,研究方向:冶金、材料。

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