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《东华大学》 2011年
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高比表面积镁铝LDHs的制备、负载及其与PP熔融纺丝的研究

智云  
【摘要】:层状双氢氧化物(layered double hydroxides,简称LDHs)是一种层状结构的阴离子粘土,具有特殊的层状结构及物理化学性质。近几年,层状双氢氧化物已成为研究的热点,并在很多领域都有潜在的应用价值,特别是其对应的衍生复合氧化物,已被广泛应用于科学研究和工业生产,尤其是在吸附、催化等领域。LDHs的层间阴离子具有可交换性,可以作为阴离子交换材料来使用,其煅烧后的产物比表面高、吸附能力强,适合作为催化剂的载体。除此之外,LDHs具有热分解性,并具有优异的红外吸收能力和较宽的红外吸收范围。因此,LDHs添加到聚合物基体中可以赋予聚合物基体新的功能。 本文采用共沉淀-煅烧-还原法制备了具有高比表面积的镁铝层状双氢氧化物(Mg-Al-CO3-LDHs)。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电显微镜(TEM)和N2吸附对还原前后的层状双氢氧化物的结构和性能进行了表征。以酸性红G为模型污染物评价了LDHs衍生的复合金属氧化物的吸附性能。通过实验表明在还原温度为6℃时得到了晶粒最小、比表面积最高的层状双氢氧化物。其微结构由最初的颗粒状变为具有裂隙孔的薄片状结构,比表面积也由初始的87m2/g提高到217m2/g,这些变化均使其衍生的复合金属氧化物显示出更好的吸附性能,对酸性红G的吸附平衡时间由60min缩短到40min。 以薄片状的高比表面积LDHs为负载基体,在其表面负载二氧化钛及氧化锌光催化剂,通过XRD、N2吸附和SEM、TEM对它们进行表征,结果表明分别以TBOT和TALH为钛源制备的二氧化钛/镁铝复合金属氧化物中TiO2均小于10nm,在负载量为0.5:1时得到了最好的光催化降解效果,在紫外光照2h时,对酸性红G的降解率达到90%以上。另外,氧化锌/镁铝复合金属氧化物中ZnO晶粒,直径约为10nm,而没有镁铝复合金属氧化物存在时ZnO晶粒大于50nm。氧化锌/镁铝复合金属氧化物既保持了镁铝复合金属氧化物高的吸附能力,并且其ZnO又具有强的光催化活性,能完全降解水中的阴离子污染物。负载量为1.5:1氧化锌/镁铝复合金属氧化物在紫外光照60min后就可以完全降解水中的酸性红G。 采用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对LDHs和ZnO/LDHs进行表面改性后,将其与聚丙烯在双螺杆挤出机中共混挤出后,造粒,制成复合切片,然后将复合切片在熔融纺丝机上纺丝,并对添加无机粉体前后的聚丙烯纤维的热稳定性、力学性能、远红外发射率等进行比较,发现添加无机粉体后,复合纤维的热稳定性、极限氧指数、远红外发射率均有所提高。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ340.6

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