新型無機(jī)功能材料的制備與表征.pdf

1、納米材料晶粒在磁、光、電、熱、力及化學(xué)等方面具有獨(dú)特的性能，新型功能納米材料在工業(yè)發(fā)展的各個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用和前景。層狀化合物是一類新的納米結(jié)構(gòu)材料，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，本身可以認(rèn)為是一種特殊的納米結(jié)構(gòu)，同時可作為制備無機(jī)-無機(jī)、無機(jī)-有機(jī)納米復(fù)合材料的母體材料。 近年來，隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，環(huán)境水污染日益嚴(yán)重，環(huán)境科學(xué)家致力于研究和開發(fā)各種新型環(huán)境材料。作為變價金屬氧化物之一的錳氧化物，近年來在降解水環(huán)境中的污染物方面已顯示

2、出巨大的潛能。 本文第一篇的主要研究內(nèi)容是采用不同的分析測試手段對新方法制備的新型混凝劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征和分析，從結(jié)構(gòu)改變的本質(zhì)上研究其混凝機(jī)理。同時通過混凝效能的對比實(shí)驗(yàn)證實(shí)使用新型混凝劑可以大大提高混凝效果。論文采用硫酸亞鐵和高錳酸鉀反應(yīng)制備新型混凝劑，在同樣的投加量的情況下，新型混凝劑對水中的污染物具有更好的去除效果。利用XRD、BET、FTIR、XPS、SEM等分析方法對制得的產(chǎn)物進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，新型混凝劑是鐵錳氧的

3、復(fù)合金屬氧化物，表面含有大量的羥基，利用N2吸附法測得其BET比表面積為153.03g/㎡，結(jié)構(gòu)上具有更多的化學(xué)活性位點(diǎn)。結(jié)合XRD晶相鑒定，新型混凝劑主體為δ-MnO2依然具備其層狀結(jié)構(gòu)而鐵的氧化物為無定形態(tài)。通過XPS定量分析和金屬含量的分析進(jìn)一步確定了新型混凝劑表面以δ-MnO2為主體內(nèi)層主要為氫氧化鐵的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)使得新型混凝劑表面帶有更多的正電荷，更容易與帶電粒子發(fā)生強(qiáng)烈的吸附，使更多的帶電的膠體粒子在相對更大的范圍內(nèi)聚結(jié)形成

4、以新型混凝劑粒子為絮凝中心的較大的凝聚體而混凝沉降。結(jié)合混凝效能的對比實(shí)驗(yàn)研究，進(jìn)一步驗(yàn)證了新型混凝劑具有優(yōu)異的混凝效能。 高嶺土主要用于造紙、橡膠、陶瓷、顏料、水泥、建材、耐火材料等行業(yè)。高嶺土一些特征參數(shù)包括比表面積、亮度、晶粒的大小和形狀直接決定其在技術(shù)上的應(yīng)用性。若能在較短時間內(nèi)，成功使高嶺石剝片達(dá)到納米級別，將會帶來工業(yè)上的革新，產(chǎn)生良好的效益。 論文第二篇采用微波剝離水合肼插層高嶺土的方法，在短時間內(nèi)可將高嶺

5、土的的晶粒厚度從原土的30nm減小到剝離后的8.6 nm，剝離效果顯著提高。經(jīng)XRD，SEM等表征手段，證實(shí)了高嶺土剝片變薄，顆粒變小，片層的徑厚比明顯。經(jīng)FTIR和TG-DTA分析表明，高嶺土剝離后出現(xiàn)了兩個失重臺階（100～400℃和>400℃），初始的脫羥基溫度也從原土的530℃降低為510℃。同時，高嶺土總的失重率也從原土的11.3％2曾大為13.4％。論文還系統(tǒng)考察了不同因素對新方法剝離效果的影響，結(jié)果表明高嶺土剝片的晶粒厚度