插层高岭石层间醋酸钾的作用和取向

利用X粉晶衍射和激光拉曼光谱实验分析高岭石及其醋酸钾插层物的结构。通过实验表明醋酸钾对结晶指数(HI)为0．9的高岭石进行插层．插层率为73％，使高岭石的d(001)由0．72075nm增加到1．42093nm。进入高岭石层间的醋酸根利用其羧基上的两个氧同时和高岭石的面内羟基形成氢键，在高岭石层间直立取向，而对其内羟基基本无影响。当温度升高时，与面内羟基伸缩振动有关的峰(3698cm^-1,3684cm^-1，3672cm^-1等)发生红移，且强度增加；而与内羟基伸缩振动有关的峰(3621cm^-1)则发生蓝移。温度升高到100C以上，开始发生去插层过程；直到250C，插层分子还不能完全从高岭石层间脱去。     

高岭石/乙酰胺插层复合物的制备及结构表征

乙酰胺在熔融状态下直接插层高岭石，产物经无水乙醇洗涤，得到纯净的高岭石／乙酰胺插层复合物。XRD结果显示高岭石层间距从0．721nm膨胀到1．102nm。插层作用使得高岭石内表面羟基伸缩振动峰由3651cm^-1。移动至3647cm^-1。处，变形振动峰由911cm^-1移动至907cm^-1处；乙酰胺3211cm^-1和3390cm^-1处NH2基伸缩振动峰消失，并在3478cm^-1处产生一新的振动峰，这些表明原高岭石层问氢键的损失及与乙酰胺分子之间氢键的形成。高岭石内羟基的吸收峰由3616cm^-1移动至3611cm^-1处，以及其硅氧面的骨架振动峰变化表明乙酰胺的甲基中CH嵌入到高岭石的复三方空穴中。进而构建高岭石／乙酰胺插层复合物的结构模型，结果表明该模型的理论计算值与实际测量结果具有很好的一致性。     

快速制备肼—高岭石插层复合物的方法及意义

将一定浓度的肼溶液与高岭土混合，施以机械研磨，不仅加快了肼分子插入高岭石的速率(10分钟内可使插层率达96％)，而且超细效果明显。在加温120℃后，插入高岭石层间的肼分子挥发，产生的气体能进一步将高岭土剥离，最后得到—2μm＞90％的超细高岭土粉体，且片状晶形完好。这种技术为制备“双90”超细高岭土提供了新的思路和方法。     

插层-磨剥法制备不同径厚比的高岭石

通过对醋酸钾/高岭石插层复合物的机械磨剥制备了不同径厚比的高岭石样品,并利用X射线粉晶衍射(XRD)、激光粒度仪、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了4个样品的粒径、结构以及形貌。实验结果表明:随着插层磨剥次数的增加,高岭石的结晶度指数(HI)由原矿的1.29降至0.69,结晶度降低,晶体结构在一定程度上遭到破坏。同时,4个样品的粒径及厚度逐渐减少,径厚比依次增大至11.7。此外,经过3次插层磨剥洗涤后,部分剥离的片层发生卷曲,但很少完全卷曲成纳米卷。     

高岭石有机插层复合物的研究现状及发展趋势

综述了高岭石-有机物插层复合物发展历程,分析了高岭石插层复合物制备方法、插层反应影响因素及插层应用,并阐述了有机插层复合物的研究重点及发展趋势。     

微波辐射制备高岭石/聚丙烯酰胺插层复合物

本文将微波技术引入到制备高岭石/有机物插层复合物的研究中,以DMSO为前驱体,研究了微波辐射对高岭石的有机插层、取代、原位聚合作用.发现微波能加快插层和置换反应,极大地缩短反应时间.微波辐射下插层时间为30 min时,插层率即可达到75%以上,置换反应50 min,置换率达到77%以上.同时发现微波在反应中对高岭石具有剥片效果.采用X射线衍射、FT-IR光谱、TG、TEM等技术对插层复合物及微波作用机理进行了探讨.     

高岭石有机插层机理及其复合物的应用

综述了近几十年来国内外高岭石有机插层纳米复合材料领域中有机插层理论的研究进展，主要对插层剂在纳米层问的形态及结构、插层过程中水的作用、吸附与插层、脱嵌过程等方面以及纳米复合材料的应用进行了详细的阐述，并在此基础上提出了该领域研究的重点及热点。     

醇解条件下高岭石-硅烷插层复合物的制备与表征

以张家口高岭石为原料,通过二甲基亚砜和甲醇处理获得高岭石-甲醇插层复合物,以此为前驱体,常温条件下在γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)及APTES与甲醇组成的反应液中制备出了一系列高岭石-硅烷插层复合物,并利用XRD、FTIR、TEM对其结构和形貌进行了表征。结果表明:反应液中甲醇的加入会使插层复合物的层间距减小,且反应液中甲醇所占的比重越大,所得插层复合物的层间距越小。透射电子显微镜发现:当反应液中不加入甲醇时,所得插层复合物(K-APTES)仍呈现出六方片状的晶形,但加入甲醇后,所得插层复合物出现明显的卷曲剥离现象。上述现象均是由于甲醇与APTES发生醇解反应生成γ-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)并随APTES分子一起插入高岭石层间造成的。     

煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变研究

高岭石插层复合物作为新型矿物材料现已被广泛应用。然而,插层复合物热稳定性较难控制使其在聚合物中的应用一直受到限制。本文应用热分析、X射线衍射、质谱及发射红外光谱等表征技术对煤系高岭石/醋酸钾插层复合物受热分解产物及微结构变化进行了研究。结果表明,煤系高岭石/醋酸钾插层复合物热相变主要经历以下几个阶段:插层水脱嵌(约350℃),插层剂醋酸钾脱嵌(约400℃),脱羟基(约450℃),偏高岭石形成(450~550℃),KHCO3出现(约600℃),KHCO3热分解形成K2CO3和KAl Si O4出现(约700℃),热解产品K2Al2Si O4出现(约800℃),K4Al2Si2O3出现(900~1000℃),大量K3Al O3形成阶段(1100℃及以上)。此外,还发现通过控制插层率和加热温度,可实现高岭石插层复合物的可控分解、新物相合成与转变,从而有利于新材料的合成。     

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℃。     

有机化合物在高岭石结构中的夹层作用实验研究

详细研究了某些有机化合物在高岭石层间的夹层作用及其稳定性。极性化合物水合联胺与高岭石的夹层作用,其最大层间膨胀值可达11.33Å,且较稳定。红外吸收光谱表明,极性有机物对层间的OH基有扰动作用。脂肪酸盐和丙烯酰胺可分别通过水合联胺及甲酰胺做夹带剂与高岭石进行夹层作用,作用结果,其层间距可分别从7Å扩大到11Å及11.05Å,前者在常温下比较稳定;后者在加热时是稳定的,但温度超过300℃,d₀₀₁值又恢复到7Å。     

高岭石—聚丙烯腈夹层复合物的制备

作者通过XRD和IR等手段研究了高岭石－聚丙烯腈夹层复合物的形成过程。通过对高岭石／DMSO（二甲亚砜）、高岭石／乙酸铵等中间复合物的置换反应，成功地将丙烯腈单体引入高岭石层间。XRD谱表明高岭石层间被插入有机分子后，其层间距增大；IR谱显示有机分子与高岭石的外羟基可能以氢键的形式相互作用。在有引发剂的存在下，实现了丙烯腈单体在高岭石层间的聚合。     

高岭土/吡啶插层复合物的制备与表征

以高岭土／甲醇插层复合物作为中间体，用“取代法”制备了高岭土／吡啶插层复合物，产物用X射线粉晶衍射、热分析和傅利叶变换红外光谱进行了表征。在保持吡啶润湿的条件下，高岭土的层间距增加到1．22nm。吡啶的插层率达到了90．20％。高岭土／吡啶插层复合物不稳定，干燥后其层间距减少到0．86nm。高岭土／吡啶插层复合物的红外光谱表明：吡啶分子与高岭土的内表面羟基形成了氢键。吡啶分子在高岭土层间可能以垂直于高岭土层片的方式排列，且氮原子面对八面体层片。     

甲酰胺在高岭石层间的定向研究

甲酰胺插层作用使高岭石层间距从0．717nm膨胀为1．020nm。其增加值(0．303nm)小于甲酰胺的范得瓦尔分子直径(0．47nm)。DRIFT光谱研究表明插层作用破坏了原高岭石层间氢键，并分别在高岭石Si—O基与甲酰胺NH基和高岭石OH基与甲酰胺C=O基之间形成氢键，甲酰胺HN基还部分嵌入高岭石复三方孔洞。     

煤系高岭石—醋酸钾复合体的热行为

用煤系高岭石与醋酸钾合成夹层复合体，并利用热分析（TA）、红外光谱（IR）和X射线衍射（XRD）等手段研究其热行为特征。夹层复合体在低于300℃左右的条件下相当稳定，当温度进一步升高，夹在高岭石层间的醋酸钾就会发生熔化，在此阶段脱羟基作用发生。复合体脱羟基所需的温度比纯高岭石发生同样作用所需的温度要低得多。红外光谱研究发现，高岭石复合体中不同性质羟基团的脱羟基作用的发生遵循着一个固定的顺序。     

我国北方两种高岭石的电子顺磁共振研究

笔者对我国北方两种不同类型的高岭石进行了化学分析、差热和热重分析、X射线衍射、红外吸收光谱及电子顺磁共振等研究。结果表明，在酸性还原条件下形成的高岭石中，铁主要以Fe2＋的形式置换结构中的Al3＋，同时也有部分铁以亚铁化合物形式存在；在氧化条件下形成的高岭石中，铁主要以Fe3＋形式存在于晶体结构和杂质铁氧化合物中，也有部分以Fe2＋置换Al3＋形式存在。     

高岭石的热稳定性和热处理产物的DTA IR和EPR研究

本文利用DTA、IR和EPR等方法研究了高岭石的热稳定性及100—900℃热处理产物的系统特征。高岭石的热稳定性会因为堆垛层错缺陷浓度的增大而降低。根据IR和EPR实验,所有高岭石热处理过程中的变化包括:脱羟前、脱羟和脱羟后三个阶段。小于400℃时,产物成分和结构同原高岭石相同,≥400℃开始产物的堆垛层错浓度增大并有利于继续升温后的脱羟过程。变高岭石可能介于晶质和非晶质之间。此外,高岭石Ⅰ位Fe~(3+)和变高岭石结构中的Fe~(3+)可能有某些相似的特征。     

广东茂名高岭土煅烧实验研究

对茂名高岭土进行煅烧，结合X-射线衍射、扫描电子显微镜分析，得到了茂名高岭土在不同温度点煅烧的性能参数，并确定出其非晶化转变的温度是550℃。同时对煅烧过程中的煅烧温度、恒温时间等影响因素进行探讨，结果表明，在茂名高岭土的煅烧过程中，适当延长恒温时间可降低非晶化转变的温度，缩短恒温时间，则非晶化转变温度升高。     

蒙脱石,高岭石与碱性驱替剂作用时矿物间的协同效应研究

在７５℃下系统地研究了蒙脱石、高岭石、以及蒙脱石和高岭石的复配矿物与７＃碱性驱替剂（ρＮａ２ＣＯ３＝１５ｇ·Ｌ－１）间的作用,采用分光光度法对反应后反应液中的硅铝元素质量密度进行了测定,并对两种矿物单独存在时的结果和共存时的进行了比较,结果表明因为蒙脱石在碱性驱替剂中容易析出硅元素,而高岭石在碱性驱替剂中容易析出铝元素,当二者共存时会相互抑制。并且,蒙脱石的存在会对高岭石析出铝元素产生很大的抑制作用,而高岭石的存在对蒙脱石析出硅元素的抑制作用较小,证明蒙脱石更容易与碱液反应而对整个反应起到控制作用。协同效应研究还表明,蒙脱石的作用与其质量不成比例,当加入很少的蒙脱石也会控制整个反应。这些研究对化学驱中化学剂损耗预测模型的建立具有重大的意义。