高嶺石納米管制備工藝研究.pdf

1、作為一種傳統工業(yè)礦物原料，高嶺土在工業(yè)生產中應用廣泛。為了建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，必須不斷提高高嶺土等礦產資源產品的性能、拓寬應用領域。埃洛石納米管在儲能材料、藥物負載、催化劑載體等方面具有良好的應用前景，但存在儲量少、純度低等問題，限制了其大規(guī)模應用。由于高嶺石與埃洛石的成分、結構相近，資源儲量豐富，本文對以高嶺土為原料制備高嶺石納米管進行了研究，以期未來能夠替代埃洛石納米管。先后研究了高嶺土原料及其預處理，常規(guī)方法（超聲協同

2、機械攪拌法）制備高嶺石納米管，兩步溶劑熱法和一步溶劑熱法制備高嶺石納米管，并采用X射線粉末衍射儀、掃描電子顯微鏡、傅里葉紅外光譜儀、綜合熱分析儀、比表面積氣體吸附儀等對樣品進行了表征。全文研究認為:
　　實驗用高嶺土原料主要由高嶺石組成，僅含少量的石英、金紅石等雜質礦物，高嶺石晶粒呈假六方片狀，結晶度較高，粒度小于4μm，一般為2μm左右，比表面積為8.08m2/g。離心沉降法分選所得高嶺石的粒度一般小于1μm，顆粒的徑厚比小。插

3、層-剝片處理所得高嶺石一般呈片狀，片徑多小于2μm，厚度較薄，徑厚比大，經過兩次插層-剝片所得的片狀高嶺石的比表面積為8.66m2/g。其中，片狀高嶺石有利于二甲基亞砜(DMSO)的插層及甲醇、十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)的置換插層，從而有利于高嶺石納米管的形成。
　　以高嶺石/DMSO插層復合物為前驅體、甲醇為置換插層劑制備高嶺石/甲醇插層復合物時，插層率隨反應時間的延長而增加。其中，溶劑熱法的插層效果（反應24h，插層率9

4、7.9％）遠遠高于常規(guī)方法的（反應24h，插層率90.2％）。
　　采用兩步溶劑熱法制備出了形貌完整、均勻性較好、產率高的高嶺石納米管，該法首先采用溶劑熱法制備高嶺石/甲醇插層復合物，然后將其與CTAC甲醇溶液混合，再采用溶劑熱法制備高嶺石納米管。當CTAC的甲醇溶液濃度為1mol/L、反應溫度為100℃、反應時間為24h時，所制高嶺石納米管的外徑為40-80nm，內徑為20-40nm，長度為200-2000nm，比表面積為45.