煤系高岭石的原始晶粒尺寸及结晶度对插层作用的影响

采用SEM、XRF、XRD和IR研究了大同、平朔和淮北煤系高岭石的结构、粒度及其特性,探讨了粒度大小对高岭石插层作用的影响及其机理。研究发现:粒度中等且结晶有序的平朔煤系高岭石插层率最高,其次为晶体粗大但结晶有序的大同高岭石,粒度最小且结晶无序的淮北高岭石插层率最低。研究认为高岭石原始晶粒粒度对高岭石插层作用有重要影响,中等粒度最有利于高岭石插层作用的进行,粒度过大或过小均不利于高岭石插层作用的进行,其原因是由于不同粒度的高岭石插层作用过程中导致的差异弹性变形引起的。结晶有序度对高岭石插层作用也有重要影响,结构无序不利于插层作用的进行。     

改性纳米高岭土的制备及特性研究

用钛酸酯和硅烷偶联剂对纳米高岭土进行表面改性,并采用红外光谱、沉降实验、容重对粉体的改性效果进行了分析。结果表明:偶联剂与纳米高岭土之间发生了相互作用,且复配改性的效果最好;改性高岭土在液体石蜡中具有较好的沉降性能,沉降速度下降;颗粒之间的团聚减少,容重为原矿的一半左右,且改性后样品的白度提高了近5%。     

碱选择性浸取高岭土制备中孔材料的性能

高岭土煅烧至一定温度,与酸或碱进行反应,可选择性浸出其中的A l2O3或S iO2,制备多孔材料。研究大同煤系高岭土煅烧至1 000℃,用N aOH溶液进行选择性浸取得到多孔材料的性能。X射线衍射、透射电镜及吸附性能研究结果表明:经过选择性浸取后,高岭土中S iO2大部分被浸出,铝硅摩尔比从0.85提高至4.62,以-γA l2O3为主要成分,比表面积达到106.4 m2/g,平均孔径为3.647 nm。这种新材料在石油催化裂化、自律型调湿建材及制备莫来石材料等方面具有广阔的应用前景。     

改性高岭土对丁苯橡胶的增强和阻隔作用研究

利用化学改性的高岭土(MK)和沉淀白碳黑(PS)作为增强荆,与丁苯橡胶(SBR)进行熔融共混和乳液共混制备橡胶复合材料,并对其力学性能、气体阻隔性能、热稳定性能以及微观结构进行分析测试,结果表明:改性高岭土在丁苯橡胶基体中达到了纳米水平的均匀分散,片层多呈平行定向排列,对橡胶大分子具有圈闭限制作用,明显改善了复合材料的力学性能和热稳定性能;另外,高岭石片层的不可穿透性,有效延长了气体分子在橡胶中的渗透路径,复合材料的透气率降低了40%～60%,气体阻隔性能得到了显著的提高;而且,片状结构的改性高岭土比球状结构的白碳黑更其有阻隔优势.     

不同产地煤系高岭土的矿物学特征及插层复合物的制备

金洋、蒙西和雪纳高岭土化学成分以SiO₂和Al₂O₃为主,K、Na、Ca、Mg含量低,而Fe、Ti含量较高;矿物成分以高岭石为主,还含有少量一水软铝石、石英、蒙脱石等。XRD和IR分析结果表明,金洋和蒙西高岭石的有序度较高,HI结晶指数分别为1.19和1.23,而雪纳高岭石的衍射峰峰形弥散,对称程度差,HI结晶指数仅有0.56。二甲基亚砜和甲酰胺与煤系高岭土相互作用后均能进入高岭石层间并撑大其晶面间距,其中金洋高岭土的插层率最高,雪纳次之,蒙西高岭土的插层效果最差。     

大同粗晶高岭石-二甲基亚砜插层复合物的制备及表征

首先研究了大同高岭石的矿物学特征,结果表明大同高岭石晶粒粗大,主要由高岭石组成,样品的有序度高,Hinckley指数为1.12。在此基础上,用二甲基亚砜对大同高岭石进行插层,采用XRD、IR和TG-DSC研究插层复合物的结构。XRD结果表明DMSO已插入高岭石层间,d001由原来的0.717nm增至1.13nm,插层率达96.01%;红外光谱证明DMSO中的S=O基团与高岭石的外羟基发生了化学键合作用;热分析结果显示插层复合物于120℃~240℃发生DMSO的脱嵌作用,高岭石的脱羟基温度在400℃~750℃。