收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

介孔型柱撑蒙脱石的制备与表征

薛卫红  
【摘要】: 柱撑粘土是矿物材料的一种,它是一种由聚合无机阳离子或有机离子(分子)插入粘土矿物中而形成的一种具有二维孔洞的矿物材料,具有比表面积大、热稳定性好、表面酸性强以及孔径可变等特性,因此在催化、污水处理、抗菌材料、光功能材料、离子导体、制药、纳米级复合材料制备、核废料处置等领域有着广阔的应用前景。随着纳米技术的发展,作为纳米材料的柱撑蒙脱石的研究越来越受重视,但目前相关的研究主要集中在微孔柱撑蒙脱石的制备和应用领域,同时在制备技术和方法上还没有新的突破,而对具有巨大应用潜力的介孔型柱撑蒙脱石的研究还处在探索阶段。因此,如何突破柱撑蒙脱石的传统方法和技术以制备介孔柱撑蒙脱石和提高反应产率是目前蒙脱石研究中的一个极富探索意义的科学问题。 本文以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和铝多核阳离子作为改性剂,采用前驱体法制备了CTAB-Al-Mts介孔插层蒙脱石;以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和正硅酸乙脂(TEOS)作为改性剂,采用模板法制备了CTAB-Si-Mts介孔柱撑蒙脱石。用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、差热-热重分析(DTA-TG)、化学分析、~(27)Al MAS NMR、~(29)Si MAS NMR、孔性分析(BET)研究了CTAB-Al-Mts和CTAB-Si-Mts的结构、构型特征、孔性特征及插层(柱撑)反应机理。 本研究工作得到国家自然科学基金项目《介孔柱撑蒙脱石的制备及表征》(批准号:40372029);广东省自然科学基金:《有机柱撑粘土对典型污染物的吸附作用及机理研究》(批准号:05103410)和《介孔柱撑蒙脱石的制备及表征》(批准号:030471)的资助。 论文主要取得了以下研究成果: 1、XRD结果表明,有机无机复合柱撑中,CTAB的浓度对于柱撑改性产物的层间距有着很大的影响。一般地,随着CTAB浓度的增加,层间距随之增大。 2、差热-热重和化学分析表明CTAB-Al-Mts的层间既具有CTAB的结构成分也具有多核Al离子的结构成分。随着加入的CTAB浓度的增加,CTAB-Al-Mts质量损失随之递增,而产物中CTAB的含量也是递增的;插入的CTAB阳离子和羟基铝阳离子聚合体之间存在着离子交换反应。CTAB-Si-Mts中的SiO_2含量随着对应有机插层粘土中CTAB加入量的增加而增加,CTAB的模板作用使TEOS很容易进入到粘土层间而形成具有内外硅孔的结构,经过高温煅烧形成类似于MCM-41的六方硅孔结构。 3、FTIR分析表明前驱体法制备的CTAB-Al-Mts的疏水性随着CTAB量的增加而增加;模板法制备的CTAB-Si-Mts经过高温煅烧的去模板处理后,样品的层间水含量大幅度降低,Al-O(OH)八面体的结构已经遭到破坏,且层间不存在CTAB和TEOS成份。 4、NMR分析表明前驱体法制备的CTAB-Al-Mts的~(27)Al MAS NMR谱随着Al多核阳离子加入量的增加(CTAB加入量的减少),Al~(Ⅳ)和Al~(Ⅵ)向高化学位移方向漂移,Al~(Ⅳ)∶Al~(Ⅵ)比值是增加的。模板法制备的CTAB-Si-Mts样品随着CTAB量的增大,Q~2的化学位移向Q~3漂移,逐渐由似蒙脱石的层状硅氧层结构转变为似TEOS的网状硅氧结构。 5、孔性分析表明前驱体法和模板法都可以得到介孔改性蒙脱石材料。模板法可以得到比前驱体法更大平均孔径的介孔改性蒙脱石材料,说明CTAB与多核铝离子的反应和CTAB与TEOS在层间的反应是不同的。采用前驱体法制备的样品的孔性仍然属于蒙脱石的孔性结构,但是采用模板法得到的孔性结构是硅氧层和完全崩塌的粘土层一起形成的六边形孔结构。 6、吸附实验结果表明在相同的条件下,不同样品对磷酸根PO_4~(3-)和对硝基苯酚的吸附能力是不同的,不同pH值溶液中的吸附剂对磷酸根的吸附率的影响不同,而碱性环境有利于提高对对硝基苯酚的吸附率。实验中所有样品对磷酸根都显示相同形状和特征的C型吸附等温线,属于介孔材料对磷酸根的吸附;对对硝基苯酚的吸附等温线为H型吸附等温线,离子交换型的化学吸附为主,而且不同化学成分对对硝基苯酚显示不同形状的等温线。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王吉会;董青;毛晶;;正辛胺模板法制备SiO_2空心微球及其结构表征[J];兵器材料科学与工程;2009年04期
2 迟彩霞;魏长平;姜晓光;;MCM-41介孔薄膜的制备与表征[J];浙江大学学报(工学版);2008年03期
3 解小玲;郭睿劼;贾虎生;刘旭光;许并社;;快速制备纳米SiO_2的研究[J];太原理工大学学报;2006年03期
4 陈方方;同帜;李大川;雷弢;;SiO_2-TiO_2复合膜的制备及表征[J];陶瓷学报;2010年04期
5 同帜;陈方方;李大川;雷弢;;SiO_2-TiO_2复合膜的制备及表征[J];材料科学与工程学报;2011年04期
6 肖艳丽;王腾;李改;朱艺;张胜义;;SnO_2/TiO_2纳米复合物的制备及光催化性质[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年02期
7 周兆云;王华平;王朝生;;用于燃料电池的碳纤维纸的制备与表征[J];化工新型材料;2007年05期
8 宋根萍;韩杰;郭荣;;混合表面活性剂中制备聚苯乙烯/Co_3O_4复合纳米粒子[J];扬州大学学报(自然科学版);2007年02期
9 程娟;;CuTAPP-Fe_3O_4纳米复合粒子制备及表征[J];湖北第二师范学院学报;2009年08期
10 王益林;童张法;陆建平;黎建辉;周立亚;;水溶性CdHgTe合金量子点的制备与表征[J];无机材料学报;2011年07期
11 张云竹;代凯;施利毅;方建慧;;纳米银粒子的制备及其表征[J];化工新型材料;2006年07期
12 俞平胜;;氧化锌压敏陶瓷的制备与表征[J];株洲师范高等专科学校学报;2006年05期
13 刘文科;曹小华;彭述明;龙兴贵;杨本福;罗顺忠;王维笃;;钛膜表面阳极氧化层制备及表征[J];表面技术;2007年01期
14 谢华清;;壳状碳纳米颗粒的制备和分散[J];新型炭材料;2007年01期
15 辛后群;陶庭先;王二兰;张宇东;陈培根;;纳米铜/改性聚丙烯腈复合纤维的制备与表征[J];功能材料;2007年03期
16 刘小奇;段学臣;颜瑞峰;李海斌;陈介南;何钢;;纳米凹凸棒石黏土矿的制备及其表征[J];材料工程;2008年10期
17 吴宇雄;周尽花;叶翠层;孙汉洲;;木质素接枝丙烯酸-丙烯酰胺高吸水性树脂的制备与表征[J];中南林业科技大学学报;2011年04期
18 李中原;刘文涛;何素芹;许书珍;吴刘锁;黄玉伟;朱诚身;;原位聚合制备尼龙6/多壁碳纳米管复合材料及性能表征[J];高分子材料科学与工程;2009年05期
19 薛红涛;沈水发;潘海波;谢长淮;;介孔氧化铁的制备与表征[J];无机材料学报;2009年03期
20 钟万;钟国清;何江洪;;室温固相法制备碱式氯化铜纳米粉体[J];人工晶体学报;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张保平;张金龙;陈锋;;纳米ZnFe_2O_4柠檬酸盐前驱体法的制备与表征[A];第十三届(2009年)冶金反应工程学会议论文集[C];2009年
2 张凯;范敬辉;马艳;吴菊英;;一种室温相变乳状液的制备及表征[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年
3 孙瑞琴;淳远;马丙丽;董家騄;须沁华;;化学镀饰有机胺研制两亲性酸性沸石[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
4 刘兴泉;吴玉塘;于作龙;;草酸盐胶态共沉淀法制备Cu-Cr氧化物纳米粉[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
5 甘礼华;王曦;刘明贤;庞颖聪;徐子颉;郝志显;陈龙武;;乳液反应与常压干燥法制备SiO_2气凝胶微球及其表征[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
6 贺军辉;陈学成;;以聚合物为原料原位制备碳纳米管球的新方法[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
7 曹丙庆;潘勇;赵建军;黄启斌;;分子印迹聚合物的合成进展[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文集(三)[C];2006年
8 柳士忠;柳利;黄维扬;艾伟河;张春梅;杜祖亮;;有机金属聚合物/多酸杂化LB膜的制备与光电性质研究[A];中国化学会2005年中西部十五省(区)、市无机化学化工学术交流会论文集[C];2005年
9 刘耀民;侯书芬;;化学在纳米科学领域中的应用[A];濮阳市首届学术年会论文选编[C];2006年
10 刘伟华;翟学良;宋双居;;溶胶-凝胶法制备钛酸钡陶瓷纤维[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 薛卫红;介孔型柱撑蒙脱石的制备与表征[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2007年
2 刘建伟;等离子体增强化学气相沉积制备碳纳米管及其表征[D];吉林大学;2008年
3 王万军;高岭石有机插层复合物的制备、表征及应用探讨[D];中南大学;2005年
4 熊联明;微胶囊红磷阻燃剂的制备、应用及阻燃抑烟机理研究[D];中南大学;2004年
5 王国庆;杂萘联苯型聚芳醚腈(酮)及其磺化改性超滤膜研制[D];大连理工大学;2005年
6 刘文波;壳聚糖超细胶囊的制备及应用研究[D];东北林业大学;2005年
7 郭承华;海燕皂苷及其它活性物质的制备及其生物功能研究[D];中国海洋大学;2005年
8 邸垫平;玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63活性组分的制备及相关基因克隆研究[D];河北农业大学;2006年
9 于开录;模板法合成一维纳米管阵列[D];天津大学;2004年
10 傅磊;氢等离子体制备纳米硬质合金粉末的研究[D];清华大学;1997年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汤伟;磁性阳离子纳米脂质体的制备及表征[D];中南大学;2008年
2 田猛;生物人工肝用聚砜非对称中空纤维膜的制备及表征[D];四川大学;2007年
3 陈栋田;钛氧化合物纳米带及其复合功能材料的制备与表征[D];山东大学;2008年
4 宋吉明;界面生长法制备纳米硒及其铜银复合物[D];安徽大学;2005年
5 陆玉龙;氧气在制备碳纳米管及相关材料中的作用[D];吉林大学;2009年
6 孙军海;螺旋纤维的制备与表征[D];西南交通大学;2008年
7 吴方锐;树脂基碳泡沫的制备研究[D];同济大学;2007年
8 黄真;氟尼辛/磺丙基醚-β-环糊精超分子包合物的制备与表征[D];重庆大学;2009年
9 张鑫;聚苯胺/纳米ZnO制备、表征及光电特性研究[D];北京化工大学;2005年
10 张雄伟;贵金属铱催化剂的制备、表征及其性能研究[D];四川大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者赵雯;张伯礼教授提出:中药现代化 关键看内涵[N];中国中医药报;2002年
2 江阴市华士国际学校 王益民;让“有效会议”走进校园[N];成才导报.教育周刊;2007年
3 记者 郑千里;中科院研究出其三大本质表征[N];科技日报;2001年
4 张龄峻;泡沫只是经济领域中的一个表征[N];人民政协报;2003年
5 张建珍;现实世界的表征[N];中国社会科学院院报;2004年
6 徐冰;东亚四国球迷为何相互猜忌[N];北京科技报;2005年
7 厦门大学科技企业孵化器研究中心 乐文;孵化器的三大表征[N];中国高新技术产业导报;2002年
8 计世资讯(CCW Research)资深分析师 孔祥志;中国IT市场的行为学表征[N];计算机世界;2003年
9 ;经济的表征 政治的困局[N];第一财经日报;2011年
10 记者 陈峰华见习记者 陈雪峰;嘉兴借创意产业为城市寻求新表征[N];嘉兴日报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978