高嶺石的插層及水合高嶺石制備與應(yīng)用研究.pdf

1、高嶺石是一種常見的工業(yè)原料,被廣泛應(yīng)用于造紙、陶瓷、橡膠、塑料、涂料、醫(yī)藥等領(lǐng)域。近些年來,利用高嶺石插層技術(shù)制備性能優(yōu)異的有機(jī)-無機(jī)納米雜化材料,在很多新領(lǐng)域存在巨大的應(yīng)用前景,已引起人們?cè)絹碓酱蟮年P(guān)注。但由于高嶺石層間存在較強(qiáng)的氫鍵作用,只有少數(shù)極性較強(qiáng)的有機(jī)小分子才能直接插層進(jìn)入高嶺石層間,而大多高嶺石有機(jī)插層復(fù)合物需要通過置換插層法才能獲得。因此,尋找一種高效、適用性更廣的高嶺石插層前軀體則顯得尤為重要。水合高嶺石是一種新的環(huán)保

2、型插層前軀體,但目前常見的水合高嶺石大多需要三步置換法才能得到,這大大限制了其應(yīng)用價(jià)值。而利用直接插層的高嶺石復(fù)合物制備水合高嶺石,則可以大大簡化制備工藝,促進(jìn)這種新型插層前軀體的應(yīng)用。此外,高嶺石晶粒大小是一項(xiàng)重要的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),高嶺石有機(jī)插層復(fù)合物也常被應(yīng)用于剝離高嶺石,其中接近單片層結(jié)構(gòu)的高嶺石納米薄片在聚合物納米復(fù)合材料等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,全面綜述了國內(nèi)外關(guān)于高嶺石有機(jī)插層復(fù)合物

3、的研究狀況,并總結(jié)了水合高嶺石的制備和高嶺石的剝離方法。本文則主要以尿素/高嶺石插層復(fù)合物和肼/高嶺石插層復(fù)合物為中間相,對(duì)水合高嶺石的形成和高嶺石的剝離進(jìn)行了研究,具體研究的內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 本文通過研磨后續(xù)熱處理法制備尿素/高嶺石插層復(fù)合物,以及通過液相插層法制備肼/高嶺石插層復(fù)合物。按質(zhì)量比1:1的高嶺石和尿素混合研磨1h后,經(jīng)95℃處理48h可獲得插層率為89.4％的尿素/高嶺石插層復(fù)合物;而高嶺石與17mol/L

4、的肼溶液反應(yīng)24h后可獲得插層率為98.4％的肼/高嶺石插層復(fù)合物。尿素/高嶺石插層復(fù)合物經(jīng)不同溫度水洗和酸洗處理后,高嶺石晶粒厚度從約25nm減小到約8-10 m,同時(shí)可獲得不同含量的水合高嶺石,其中經(jīng)90℃水洗5min后,可獲得含量為64％的d001=0.85nm水合高嶺石;而將肼/高嶺石插層復(fù)合物在60℃下熱處理2h,可獲得80％左右的d001=0.84nm水合高嶺石;水合高嶺石與乙二醇作用后,可全部轉(zhuǎn)變成乙二醇/高嶺石插層復(fù)合物