一元皂石的合成及其插層組裝性能研究.pdf

1、層狀材料中皂石和水滑石是兩種具有實(shí)際使用價(jià)值的離子型材料。皂石作為一種陽(yáng)離子型層狀硅酸鹽材料，屬于蒙皂族粘土礦物，在納米材料、醫(yī)藥和催化劑制備等應(yīng)用中顯示了廣闊的應(yīng)用潛力。水滑石類物質(zhì)作為一種陰離子型材料具有很大的陰離子交換容量，其焙燒態(tài)更具有強(qiáng)陰離子吸附能力，在催化劑和醫(yī)藥中亦表現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。
　　 天然存在的蒙皂石粘土成分非常復(fù)雜，主要是其四面體或八面體層板上都有可能發(fā)生中心離子的取代，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。而且天然粘土礦物

2、所含雜質(zhì)的分離非常困難。一定程度上嚴(yán)重阻礙了粘土礦物的應(yīng)用。而合成粘土則可以在很大地程度上彌補(bǔ)天然粘土的應(yīng)用不足。這也是開(kāi)展人工合成陽(yáng)離子粘土的實(shí)際意義。
　　 相對(duì)于蒙皂族陽(yáng)離子型粘土礦物，類水滑石層板上羥基八面體中的陽(yáng)離子和層間陰離子具有可調(diào)變性，因此類水滑石的酸堿性可以在很大程度上被改變進(jìn)而影響其催化性能。然而，不管是天然存在的還是人工合成的類水滑石都存在著比表面積較小的這一缺點(diǎn)，從而影響反應(yīng)活性中心利用率，導(dǎo)致催化效率較

3、低。因此，利用類水滑石層板和皂石層板帶電荷的相反性和層間離子的可交換性，將類水滑石層板與蒙皂石層板的插層組裝合成交互積層型復(fù)合材料具有重要的意義。
　　 本文選用硝酸銅、硝酸鎳、硅酸鈉為原料，采用水熱合成方法合成出一元銅皂石和鎳皂石，借助XRD、TG-DTA、FT-IR、SEM和N2-吸附脫附等手段對(duì)合成產(chǎn)物物化性能進(jìn)行了表征，并詳細(xì)考察了反應(yīng)物濃度配比、晶化溫度、晶化時(shí)間對(duì)合成皂石結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：本研究方法合成出的鎳皂石

4、的晶相比銅皂石晶相單一，幾乎無(wú)任何雜質(zhì)，而銅皂石的晶相中出現(xiàn)了一些晶體雜質(zhì)；銅皂石和鎳皂石的合成反應(yīng)物最佳配比為天然蒙皂石的理想配比；晶化溫度和晶化時(shí)間對(duì)合成物相的結(jié)晶度影響較大，對(duì)合成產(chǎn)物的骨架結(jié)構(gòu)影響不大；卻對(duì)產(chǎn)物的孔道結(jié)構(gòu)及孔徑有很大影響。
　　 將采用變化pH值共沉淀法制備的鎳鋁類水滑石分散于N，N-二甲基甲酰胺溶液中超聲處理48h，室溫下，將剝離后的類水滑石與制備的優(yōu)良皂石前驅(qū)體漿液均勻混合攪拌反應(yīng)24h，用以制備鎳鋁