非离子表面活性剂修饰纳米钛柱撑粘土材料的合成与应用

本文采用非离子表面活性剂聚乙烯醇(PVA)对粘土进行改性修饰,并以钛酸丁酯和盐酸分别为前驱物和酸催化剂,采用溶胶-凝胶法制备了PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料,对其进行了比表面积(BET)、热重分析(TGA)、X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征。实验结果表明,TiO2成功地插入了粘土层间,并以锐钛矿型的晶型存在,制备的柱撑粘土复合材料仍有较好的层状结构,其比表面积较原土有明显的增加,经过PVA修饰后柱撑粘土表面的疏水性得到了提高。以甲基橙的吸附和降解为模型反应,考察了柱撑粘土的吸附性能和光催化活性,实验结果发现PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料对甲基橙表现出了良好的吸附能力和较好的光催化活性。     

不同产地矿物对有机-钛柱撑蒙脱石复合材料光催化活性的影响

以钛酸丁酯为前驱体,采用醋酸为酸催化剂制备TiO2溶胶,将制备的溶胶分别加入经表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵改性的河北、临安、安吉、内蒙古膨润土中,制备有机-钛柱撑膨润土复合光催化剂,并对其进行XRD、SEM、BET表征。结果表明,TiO2插入了膨润土层间,并以锐钛矿型的晶形存在,制备的复合光催化剂仍有较好的层状结构,其比表面积均比相对应的不同产地的膨润土的比表面积大。以甲基橙为目标污染物,考察了有机-钛柱撑膨润土复合光催化剂的吸附性能和光催化活性,发现所制备的复合光催化剂具有较好的光催化活性,而且用不同的膨润土合成的催化剂的光催化活性差别很大。膨润土的化学组成和层状结构上的差异是复合催化剂吸附性能和光催化活性差别的主要原因。其中有机-钛柱撑临安膨润土复合光催化剂的光催化活性最好。     

阴-阳离子表面活性剂复合柱撑蒙脱石的制备与表征

利用阳离子表面活性剂--十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)和阴离子表面活性剂--十二烷基磺酸钠(SDS)制备了一系列阴-阳离子表面活性剂复合柱撑蒙脱石.同时采用多种测试手段(碳、硫、硅含量分析、X射线衍射分析和热分析)对产物进行结构表征和性能分析.结果表明,SDS难以单独进入蒙脱石层间,但与HDTMAB作用后,SDS可以进入到蒙脱石结构层间.在复合物中有机碳量较低时,SDS对有机碳含量增加贡献明显,但其柱撑效率随着HDTMAB加入量增加而下降,至HDTMAB加入量大于3倍阳离子交换容量(CEC)时趋于平衡.在复合物中有机碳量较高时,HDTMAB负载量有下降的趋势,至HDTMAB加入量大于3倍阳离子交换容量时趋于平衡.SDS进入结构层内总体提高蒙脱石的有机碳含量,明显地增加产物的层间高度,并且改善其热稳定性.     

有机柱撑粘土(蒙脱石)的研究进展

有机柱撑蒙脱石是近年来受到广泛关注的一类有机-无机粘土复合材料，其优异的性能使其在许多领域都有巨大的应用潜力。本综述了有机柱撑蒙脱石的起源、发展、主要类型，探讨了有机柱撑蒙脱石的研究方向。     

微波处理TiO2柱撑蒙脱石的光催化性能

采用微波处理方法合成了TiO2结晶体柱撑蒙脱石光催化材料,采用XRD、BET吸附和降解甲基橙实验分析了柱撑蒙脱石的结构、锐钛矿金红石晶相比例、比表面积和光催化性能。结果证实,微波功率与辐照时间等条件将影响材料的结构与性能;与传统加热方式比较,微波处理可获得锐钛矿相含量高的混晶TiO2;该TiO2柱撑蒙脱石具备优异的光催化性能。     

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。     

掺铂有机-钛柱撑膨润土复合材料的吸附和光催化性能研究

采用阳离子表面活性剂十六烷基二甲基溴化铵对临安膨润上进行改性修饰，以钛酸丁酯和K2P1Cl6为前驱体，利用掺有小同量铂的TiO2溶胶对改性膨润土进行反应，制得一系列掺铂有机-钛柱撑膨润土复合材料。测定了复合材料的BET比表面积，利用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能量分散光谱（EDS）等手段对其微观结构进行了表征。以甲基橙染料为目标污染物，考察了复合材料的吸附能力和光催化活性。实验结果表明，掺铂的有机-钛柱撑膨润土复合材料比未掺铂的复合材料具有较好的层状结构，且对甲基橙的吸附能力较佳。由于铂能够充当捕获载流子的陷阱，能够有效抑制TiO2光生电子-空穴的复合，所以掺铂有机-钛柱撑膨润土复合材料具有更好的光催化性能，其中掺铂量为0．2％的复合材料的光催化活性最佳，对甲基橙的降解效果最好。     

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。     

钛柱撑蒙脱石的制备与光催化性能研究

钛柱撑蒙脱石,通过将聚合羟基钛离子引入蒙脱石层间,焙烧后形成纳米TiO2氧化物柱,从而在蒙脱石层间荷载纳米TiO2,利用蒙脱石大比表面积等特点,能提高复合催化剂对有机污染物的吸附能力,从而有效提高TiO2的光催化活性。     

层柱粘土研究的现状与进展

层柱粘土作为一类新型材料，已成为国际上地学、化学和材料学研究的热门领域。本文仅就国内学者目前讨论不多或注意不够的蛭石、金云母、伊／蒙间层、合成粘土和酸改性粘土的层柱化，Ga/Al、Si/Al、REE／Al等3类层柱粘土，表面活性剂改性，层柱粘土的离子交换和吸附性能与应用等几个问题加以论述。     

层柱粘土材料制备与应用研究

简述了层柱粘土矿物材料研究与应用的现状和进展。利用粘土矿物蒙脱石作母体，通过大体积的铝、锆、硅等交联剂插层可制成层柱多孔材料，在酸催化、氧化还原催化中均有十分广阔的应用前景。研究表明，改进制备工艺后可提高层柱蒙脱石的热稳定性、比表面积和催化活性；通过酸或表面活性剂等预处理，再进行粘土的支撑，可以调节和控制层柱粘土的结构与性能；采用有机改性和模板导向等技术，可获得孔径介于大微孔和中孔之间的新型层柱粘土矿物材料，并应用于大分子催化反应与吸附，为粘土矿物材料合成和应用开辟了新方向。     

柱撑粘土矿物层间域的性质及其环境意义

柱撑粘土矿物是近年来胺国内外矿物学广泛关注的矿物材料之一。柱撑粘土矿物层间域是一个特殊的化学反应场所。本系统评述了氮氧化物、重金属离子、阴离子、肥料养分及有机污染物等环境污染物在柱撑粘土矿物层间域中的催化还原、吸附、脱附、控释及光催化反应机理，着重阐述了柱撑粘土矿物的层间域性质，讨论了它们的环境化学行为对环境的影响和意义。     

蒙脱石基纳米FeOOH/TiO2复合材料的制备与光催化活性研究

以蒙脱石为基底,采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛/蒙脱石(TiO2/Mmt)复合光催化材料,通过Fe(NO3)3-HNO3体系水解生长纳米FeOOH,从而制备出负载型羟基氧化铁/二氧化钛/蒙脱石(FeOOH/TiO3/Mmt)复合光催化材料以改善材料在可见光下的光催化性能.高分辨透射电镜的表征结果显示,FeOOH/TiO2复合薄膜厚度约为10～40 nm,TiO2为晶粒粒径约为5～10nm的锐钛矿,FeOOH为长10～30 nm,宽约4 nm的针铁矿.以甲基橙为目标物,对FeOOH/TiO2/Mmt复合材料的光催化性能进行初探,在甲基橙初始浓度为5 mg/L,催化剂用量为1.875 g/L,H2O2初始浓度为2 mmol/L,pH值为6.5,350 W氙灯照射1 h,甲基橙脱色率达到99%,明显优于相同条件下TiO2/Mint对甲基橙的45%脱色率;同时甲基橙残液的红外光谱图显示FeOOH/TiO2/Mmt/H2O2/UV体系比FeOOH/TiO2/Mint/H2O2/Visible light体系具备更好的光催化氧化苯环的能力,降解更为彻底.     

热处理金红石晶体结构及其光催化活性分析

本文以在氢气气氛中加热和退火处理的天然金红石样品(采自山西某变质矿床)为研究对象,利用单晶和粉晶X-射线衍射(XRD)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis)等矿物学常规测试方法,结合Rietveld方法对实验数据计算和精修的结果,对系列样品的晶体结构及对光催化活性影响进行了系统的研究...     

硅烷偶联剂改性TiO2/膨胀石墨复合材料的制备及其光催化性能研究

以硅烷偶联剂黏结剂,利用溶胶-凝胶法将TiO2（P25）负载在膨胀石墨上,利用XRD、EDS以及SEM等分析技术对TiO2/膨胀石墨复合材料进行表征;以橙黄Ⅱ为目标降解物,考察了TiO2/膨胀石墨复合材料光催化性能以及重复使用性能。结果表明：随着TiO2含量的增加,TiO2/膨胀石墨复合材料的光催化效率随之增加,对橙黄Ⅱ的光催化降解符合一级反应动力学方程,TiO2负载量为15%时,反应速率常数为0.387 h-1,高于P25的反应速率常数。TiO2/膨胀石墨复合物使用4次仍保持较高的光催化活性。     

Absorption and Photocatalytic Degradation of Machine Oil by Exfoliated Graphite-Supported Nanometer TiO2 Material

By loading nanometer anatase onto exfoliated graphite with the sol-gel method, exfoliated graphite-TiO2 composite （EG-TiO2） can be prepared, which can adsorb oil and can also degrade oil. In a technologic condition for preparing EG-TiO2, the impregnated number of times is the most important factor to influence oil-adsorbing capability, that is, when the impregnated number of times increases, the amount of saturation-adsorbed oil decreases. The study of EG-TiO2 photocatalytic degradation of machine oil based on the weight-loss method and infrared spectrum method indicates that EG-TiO2 has obvious effect of photocatalytic degradation for machine oil. Its performance is superior to pure nanometer TiO2 powder because nanometer TiO2 in EG-TiO2 has three-dimension laminar structure and comparatively high adsorption capability.