铁层离-柱撑蒙脱石的结构初探

利用低角度X射线衍射分析、红外光谱、比表面积及孔结构分析，研究铁柱撑蒙脱石的结构特性，结果显示：经柱撑处理后的蒙脱石以层离结构为主，同时含有部分柱撑蒙脱石结构。前者为粘土片层与铁离子水解产生的聚合羟基铁的簇状物堆垛而成的卡房状孔结构。与XRD图上低角度衍射峰对应；后者则与（001）衍射峰对应。与枉撑结构不同，层离结构中，大量阴离子（NO3^-）能够作为平衡铁水解聚合物正电荷的反离子而较稳定地存在，研究还发现铁层离一柱撑蒙脱石具有作为新型催化剂、吸附剂应用的前景。     

柱撑剂中Al3+形态转化对柱撑蒙脱石微结构的影响

以钠基蒙脱石为原料,结合电位滴定曲线及特征临界点,将Al3+的转化划分为4种形态,并制备相应的柱撑蒙脱石。并采用X射线衍射分析、红外光谱分析及热分析对各柱撑蒙脱石进行表征,研究各柱撑蒙脱石的微结构变化及热稳定性。结果表明,Ⅲ区柱撑蒙脱石层间距d(001)值由原矿的12. 408 1 nm增加到18. 317 5 nm,同时,Ⅲ区柱撑蒙脱石Si—O伸缩振动峰强度减弱较明显,在542℃附近的蒙脱石八面体结构的脱羟基反应与原矿相比向低温区发生偏移,说明Ⅲ区柱撑蒙脱石发生了成键反应且柱撑效果最佳。     

广东南海蒙脱石铝柱撑前后高温热变化的差异

对广东南海蒙脱石铝柱撑进行加热发现其前后高温热变化有比较明显的差异：铝柱撑蒙脱石的结构可保持到700C，其001面特征峰仅由1．6898nm减小到1．5601nm；900C时蒙脱石特征峰消失，并有部分尖晶石和无定形相生成；1100C时生成莫来石、尖晶石和玻璃相，其显微结构为玻璃相覆盖的细晶结构。与之相应的原料蒙脱石700C煅烧后001面特征峰由1．5121nm减小为0．9704nm；900C煅烧后，蒙脱石层状结构破坏；1100C煅烧后，有明显的方石英的峰值出现，1200C热处理后，莫来石衍射峰出现。     

柱撑蒙脱石制备与表征

本文采用多种方法制备keggin离子，并探索出制备稳定keggin离子的适宜酸碱度，用此柱化剂制备出层间距为2．4～2．5nm的柱撑蒙脱石。应用X射线走向衍射技术、红外光谱、差热分析对往撑蒙脱石进行表征，用BET、吡啶吸附考察了其表面物理化学性质。结果表明，用Keggin离子制备出的柱撑蒙脱石其层间距在自然状态下为2．4～2．5nm，350C灼烧，层间距稳℃定在1．8nm，且具有耐热性能好、较大的比表面积和较强的Lewis酸位中心等特点．     

TiO2柱撑蒙脱石的X射线衍射和扫描电镜研究

通过TiCL4在HCL溶液中的水解制备了TiO2柱撑蒙脱石，用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及N2吸附－脱附实验对所得材料进行表征。结果表明，煅烧能有效地改善柱撑蒙脱石层间TiO2柱体的结晶程度，但同时也会引起TiO2晶粒长大、比表面积下降以及硅酸盐片层之间平行有序分布的程度降低。     

HDTMA+柱撑离子空间几何尺寸与柱撑蒙脱石层间排列方式的研究

用X射线衍射方法对不同柱撑浓度条件下制备的HDTMA^ 柱撑蒙脱石系列样品进行研究，结合有机离子的理论空间几何尺寸，提出有机柱撑离子在层间的不同排列展布方式。水平单层排列的HDTMA^ 离子可以有两种不同的排列方式并分别对应于柱撑产物的不同底面间距，水平双层排列虽然也可形成两种不同的排列方式，但是柱撑产物具有相同的底面间距，并用联锁嵌合结构解释了有机离子在水平双层和假三层排列模式下其实际总体高度要低于各单层高度数字之和。     

制备方法对纳米TiO2介孔柱撑蒙脱石结构和性能的影响

分别通过离子交换方法和离子交换-水热法制备纳米TiO2介孔柱撑蒙脱石,利用XRD、DSC-TG、N2吸附-脱附等方法对材料进行结构特征与性能的表征。实验结果表明,传统的离子交换方法可使制备的钛柱撑蒙脱石比表面积、孔体积增大;离子交换-水热法可使TiO2介孔柱撑蒙脱石中锐钛矿晶型更好,晶粒变大,柱撑蒙脱石结构更稳定,而且水热的温度越高,所需反应时间越短,锐钛矿的晶型更好,发育更完善。     

二氧化钛柱撑蒙脱石对铅、铬和铜离子的吸附性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,钠基蒙脱石为载体,应用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛(TiO2)柱撑蒙脱石纳米复合材料(TiO2-MMT)。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X-射线能量散色谱和透射电子显微镜等分析手段对样品进行了表征。结果表明,样品晶相主要由锐钛矿型TiO2和蒙脱石组成;TiO2-MMT呈层片状结构,TiO2柱撑到蒙脱石(MMT)层间,且MMT的(001)晶面间距明显增大;钛与蒙脱石比例、柱撑温度、柱化剂陈化时间、烘干温度、煅烧温度仅对蒙脱石(001)面的晶面间距有影响,且随着钛与蒙脱石比值的增大、柱化温度的升高,陈化时间的延长,晶面间距也逐渐增大。应用静止浸渍法测试了TiO2-MMT对铅、铬和铜离子的吸附性能。结果表明,TiO2-MMT对铅离子的吸附率达到99.8%,吸附固化效果优于钠基蒙脱石。     

C10TAB,C14TAB,C18TAB柱撑蒙脱石层间域有机柱排布研究

用十烷基三甲基溴化铵（C10TAB）、十四烷基三甲基溴化铵（C14TAB）和十八烷基三甲基溴化铵（C18TAB）制备有机柱撑蒙脱石，并对产物进行X射线衍射表征。研究结果表明：柱化剂的浓度和烷基季铵离子的性质能影响烷基季铵离子在蒙脱石层间的排布模式。在柱化剂浓度较低时易形成平卧排列，柱化剂达到一定浓度时石蜡型结构方能形成，且直链烷基越长，烷基季铵离子在蒙脱石层问越易形成石蜡型倾斜排列。在平卧结构向石蜡型结构转化过程中可出现多种排列共存。     

柱撑粘土的晶体结构模型

根据X射线衍射、电子探针等实验数据综合分析和理论计算，讨论了柱撑基团[Al13O4(OH)24(OH2)12]^7 和[Ti20O32(OH)12(OH2)18]^4 在粘土矿物结构单元层层间的分布，铝基和钛基的笼状离子作用范围分别相当于粘土矿物的10个和6个晶胞。羧基铝柱撑蒙脱石层间孔道高度为0.9-1.2nm，直径为1.5nm；理论孔道率为84％，有效孔道率为56％。钛基柱撑蒙脱石的层间孔道高度为1.34-1.60nm，直径为1.0nm，理论也道率为75％，有效孔道率为50％。根据柱撑离子基团的两种类型，可把柱撑粘土分为Keggin型柱撑粘土和Dawson型柱撑粘土。     

镍铝基柱撑蒙脱石的制备及孔道结构研究

以钠基蒙脱石为原料,采用共聚法合成镍铝柱化剂,利用离子交换法制备镍铝基柱撑蒙脱石。通过研究不同镍铝物质的量比例和不同NaOH的量对柱撑蒙脱石制备的影响,并对其孔道结构进行探讨。XRD结果表明,当镍铝物质的量比为1∶6、加入75mlNaOH时,可得到(001)面网层间距达1.8940nm的镍铝基柱撑蒙脱石。FT-IR显示,镍铝基聚合羟基阳离子进入蒙脱石层间,柱撑蒙脱石的基本结构并未发生改变。对柱撑前后蒙脱石的比表面积和孔径结构进行分析,发现镍铝基柱撑蒙脱石比表面积为169.68m2/g,平均孔径为4.120nm,说明镍铝基柱撑蒙脱石具有较大的比表面积,较小且均匀的孔径分布,是一种合适的催化和吸附材料。     

干、湿态单/双链表面活性剂柱撑蒙脱石层间微结构及分子环境比较

以含不同烷基碳链长度(8、12或16个碳原子)的单/双链阳离子表面活性剂对内蒙蒙脱石样品进行了柱撑改性。用XRD和FTIR方法研究了柱撑改性后干、湿样品的层间微结构和分子环境。单链柱撑样品中,烷基链长度增加,柱撑高度也增大。湿样的柱撑高度大多高于干样品,衍射图峰形更为规整,柱撑结构更为均一;双链柱撑样品也是柱撑高度与烷基链长度正相关,但其湿样品的底面间距反而小于干样品。同时,亚甲基伸缩振动的变化趋势与层间距的变化趋势基本一致,即当烷基链长度或数目增加时,有机蒙脱石层间有机相分子的环境更接近于似固态。     

柱撑蒙脱石改性磷铵及其增效机理研究

本通过Keggin离子制备了柱撑蒙脱石，并对其进行了酸化处理。盆栽试验研究表明，利用柱撑蒙脱石和酸化柱撑蒙脱石对磷酸二铵进行改性试验处理，生物量显高于磷铵对照，氮素和磷素利用率显提高。X射线衍射技术和红外光谱对改性磷铵进行结构研究表明，其晶体结构发生了较大的变化，这种变化减少了氮的损失和磷在土壤中的固定，从而提高磷铵氮磷的生物有效性。     

Fe-SDS-柱撑蒙脱石制备与吸附镉的实验研究

以天然的钙基蒙脱石为基质,在超声波处理的条件下制备了新型的十二烷基硫酸钠(SDS)-铁复合柱撑蒙脱石,并采用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和热重(TGA)对其进行表征.研究了镉在复合柱撑蒙脱石上的吸附特性,从动力学角度探讨了吸附机理.结果表明,吸附过程符合准二级动力学方程,化学吸附控制了吸附过程的速度,且平衡吸附量qe与平衡浓度ρe之间的关系符合Langmuir等温方程.     

TDTMA+-柱撑蒙脱石吸附硝基苯的实验研究

以阳离子表面活性剂(十四烷基三甲基溴化铵,TDTMBA)为柱撑剂,在不同浓度条件下(0.2 CEC～2.5 CEC)制备了一系列柱撑蒙脱石,并通过XRD对有机蒙脱石进行表征,研究季铵盐离子在层间的排列结构.同时针对TDTMA -柱撑蒙脱石对硝基苯的吸附进行研究.实验结果表明,吸附去除率受硝基苯的初始浓度、反应时间等因素的影响,而与pH值没有太大的关系.经过柱撑改性后,粘土对硝基苯的吸附能力较原土有了明显的提高.随着层间柱撑浓度的增大,柱撑蒙脱石对硝基苯的吸附量也增大.另外钙基蒙脱石和平卧双层,倾斜单层以及倾斜双层的结构的TDTMA -柱撑蒙脱石对硝基苯的吸附等温线符Freundlich和Langmuir等温方程,假三层结构的TDTMA -柱撑蒙脱石对硝基苯的吸附等温线符合Linear等温方程,这表明前者是以表面吸附为主,后者是以分配作用为主.     

（Sm，Ce）／Zr基柱撑蒙脱石的微结构特征

室温条件下，在锆基的基础上加入其他金属离子配制了(Sm，Ce)／Zr基柱化剂。用该聚合阳离子柱撑钙基蒙脱石，室温下d001值为2．1～2．3m，焙烧300℃后，d001值为1．8nm，衍射峰敏锐对称，说明柱撑蒙脱石的热稳定性超过300℃。FTIR分析结果表明(Sm，Ce)／Zr基柱化剂和蒙脱石的Si—O四面体层形成了稳定的[Si—O]—[H(O)-Zr(Sm，Ce)]键，从结构上鳃释了(Sm，Ce)／Zr基柱撑蒙脱石材料结构稳定的机理。     

ZnS柱撑高岭石-蒙脱石混层矿物纳米复合材料的制备及其光降解伊红-B的研究

以硫尿和乙酸锌为前驱物,通过离子交换和溶液热反应的方法在有机高岭石蒙脱石混层矿物(高蒙混层矿物)层间原位合成了ZnS纳米粒子,得到ZnS柱撑高岭石蒙脱石混层矿物纳米复合材料。X射线粉末衍射分析(XRD)表明高蒙混层矿物的d001从原来的0.98nm被柱撑到1.95nm,表明层间被插入了直径小于1nm的ZnS纳米颗粒。扫描电镜(SEM)观察发现,原高蒙混层矿物的有序片层结构部分被破坏,在被剥离的片层上面均匀覆盖了ZnS颗粒聚集体,粒径在25nm左右。透射电镜(TEM)显示,ZnS颗粒聚集体是由3～5nm的颗粒堆积而成,夹杂在被剥离的高蒙混层矿物层中。选区电子衍射(SAED)和能量散射谱(EDS)测定表明形成的ZnS属于六方晶系,结晶度较低。光降解伊红_B(eosion_B)实验表明该纳米复合物具有极高的反应活性,紫外可见吸收光谱(UV_Vis)跟踪反应历程,表明降解过程中没有其他中间产物生成,20min之内降解率达到99.1%。本方法制备的ZnS柱撑高蒙混层矿物纳米复合材料与前人制备的ZnS纳米粒子相比具有更高的催化活性,方法更简单,原料较便宜,可重复利用。     

煅烧铝柱撑蒙脱石材料结合态Fe(Ⅱ)对邻硝基苯酚的还原转化研究

通过铝盐与蒙脱石(Na-Mt)反应制备了铝柱撑蒙脱石(Al-Mt),同时采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)对在不同温度(200~600℃)下煅烧获得的铝柱撑蒙脱石产物(At-Mt-X)进行表征。探讨Fe(Ⅱ)与Al-Mt-X所形成的复合系统对邻硝基苯酚(2-NP)的吸附-还原降解行为,包括铝柱撑蒙脱石的煅烧温度、煅烧铝柱撑蒙脱石的表面酸位变化以及溶液pH值等条件对邻硝基苯酚还原转化的影响。结果表明,由于随着煅烧温度的升高,煅烧铝柱撑蒙脱石表面酸性位点会逐渐减少,使得其对Fe(Ⅱ)的还原性能增强;煅烧温度高于500℃时,煅烧改性产物与Fe(Ⅱ)形成的Fe(Ⅱ)/煅烧铝柱撑蒙脱石复合系统显著提高了Fe(Ⅱ)物种的还原活性,因而有效增强对2-NP的还原降解。此外,Fe(Ⅱ)/煅烧铝柱撑蒙脱石复合系统对2-NP的还原降解符合准一级反应动力学方程,表观速率常数(k)随pH值和铝柱撑蒙脱石煅烧温度的升高而增大。作为一种功能性矿物材料,煅烧铝柱撑蒙脱石在缺氧环境下能有效促进吸附态Fe(Ⅱ)物种对污染物的还原降解,煅烧温度与pH值是其中两个重要的制约因素。     

锆基柱撑蒙脱石研究进展

锆基柱撑蒙脱石是近年来多孔材料研究的热点之一。由于大的比表面积、层间距以及孔容积，而具有良好的吸附与催化性能。近年来，锆基柱撑蒙脱石的研究进展主要集中在多种复合柱撑蒙脱石的制备，其应用多在有机物、重金属吸附和催化有机反应等方面，而对柱撑机理、层间结构的研究较少，有待深入。     

氧化铬柱支撑蒙脱石的制备研究

以浙江和新疆的膨润土为原料合成了氧化铝柱支撑蒙脱石,成柱溶液以Na2CO3为碱水解铝盐溶液制得。因为制备含有大聚羟基铬阳离子的成柱溶液是获得具有大的基面间距的柱支撑粘土的关键,我们详细研究了CO32-／Cr3＋值、水解温度和水解时间对所得柱支撑蒙脱石性质的影响。聚羟基铬阳离子通过阳离子交换引入蒙脱石,所得产物用X射线衍射分析和BET氮比表面等方法研究。所得氧化铝柱支撑蒙脱石（简称Cr－mont）的基面间距为2．55nm,BET氮比表面积为190～230m2／g。