聚合物/蒙脱石纳米复合材料制备机理及研究进展

聚合物／蒙脱石纳米复合材料是当前材料科学的研究热点之一。本文在简述了蒙脱石的结构特征和表面有机修饰的基础上，讨论了聚合物／蒙脱石纳米复合材料的形成机理，即改性后蒙脱石内表面性由亲水性转变为亲油性，其片层被聚合物单体插层或撑开，并均匀分散在聚合物基体中，使复合材料的界面结合增强。该复合材料的结构通常采用XRD，TEM结合DSC，TGA，FT-IR，NMR及STM，AFM等方法来表征。最后重点介绍了该类材料的研究现状及技术发展趋势。     

对聚合物/蒙脱土纳米复合注浆材料的初步研究

聚合物/蒙脱土（MMT）纳米复合材料,是现在世界上投入研究探索最多、最受人们关注的复合材料之一。在我国,蒙脱土资源非常丰富,蒙脱土独有的特点,使其成为制备新型复合材料的最重要的一类无机物。蒙脱土与聚合物的插层复合研究在塑料和橡胶领域己取得了很多成果,但在化学注浆方面却是一片空白。本篇论文只是作了一些探索性研究,介绍了聚合物/蒙脱土纳米复合注浆材料的概念;用插层法制备聚合物/蒙脱土复合材料浆液。文章最后对将来研究工作进行了一些展望。     

矿物材料在纳米科技中的应用

纳米材料由于其独特的性能和广阔的应用前景被称为21世纪的新材料、其制备技术是纳米科技的核心和研究基础。具层状结构和微孔空间的矿物材料可用于制备纳米微粒，为纳米科技提供了新的思路和生长点，也为矿物材料在高新技术领域的应用开辟新的途径。本文综述了蒙脱石、高岭石和文石珍珠层在纳米科技中的应用，粘土／有机物纳米复合材料、无机介孔材料和仿生纳米材料的制备和应用前景。     

PVC／蒙脱石（粘）土纳米复合材料研究进展及其应用

总结分析了PVC／蒙脱石（粘）土纳米复合材料的研究进展，并对其应用进行综述。采用熔融插层、悬浮聚合及乳液聚合等方法可以制备PVC／蒙脱石（粘）土纳米复合材料，并被应用到工程材料、阻隔性材料、功能性材料等领域。PVC／蒙脱石（粘）土纳米复合材料与传统的复合材料相比，表现出了更优越的综合性能，且比传统的复合材料轻，具有高强度、高模量、高耐热性、低吸湿性、高尺寸稳定性、阻隔性能好，性能全而超过了PVC树脂。PVC／蒙脱石（粘）土纳米复合材料不仅具有良好的加工性能，与普通的玻璃纤维增强和矿物增强PVC相比，具有密度低、耐磨性好、综合性能优等特性。     

膨胀石墨-金属纳米复合材料的制备及表面研究

研究了以膨胀石墨为载体的金属复合材料的制备方法，制备出金属浓度可控的各种膨胀石墨-金属纳米复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜分析仪等对该类复合材料的表面特性进行了测试实验和表征，发现复合材料中金属以纳米粒子的形式存在，并且均匀地分布在膨胀石墨表面。     

环氧树脂／沸石纳米昨合材料的制备及表征

提出了一种用原位插入法制取环氧树脂／沸石纳米复合材料的新方法，详细探讨了钠化，有机化，环氧树脂持入，固化及制备环氧树脂／沸石纳米复合材料的条件，有实验的基础上确定了最佳条件，制成了纳米复合材料，并用XRD和TEM对其结构进行了表征，发现纳米复合平衡粒径在50－60nm之间，同时力学性能有明显提高，可用于高性能的工程塑料和高品质的粘合剂。     

膨润土深加工的研究进展

由于膨润土具优良的物化性能、丰富的资源、低廉的价格,使得国内外有关科技人员对其深加工的方法和技术进行了大量的研究。在膨润土的提纯、钙基膨润土的钠化和活性白土的制备、各种有机膨润土的制备、膨润土凝胶的制备、用膨润土制备白炭黑等各种膨润土深加工的方法和技术,以及目前国际上研究的热点:柱撑粘土材料的制备和有机-无机纳米复合材料的制备等方面都有一定的进展。柱撑粘土是一种具有很高催化裂化活性的类分子筛新型固体酸催化材料,也是一种优良的新型环保材料。有机-无机纳米复合材料（纳米粘土）既具有粘土矿物的优良强度和尺寸稳定性,又具有聚合物断裂性能、可加工性和介电性能。膨润土的深加工技术开辟了非金属矿综合利用的新途径。     

层状硅酸盐矿物填料在聚合物中的应用及发展

高岭土、云母、滑石三种常见的层状硅酸盐矿物在聚合物中作为填料对聚合物的刚性，尺寸稳定性及其它物理化学性能如抗压，抗冲击，耐腐蚀，绝缘性有显著的影响。滑石粉可以提高填充材料的刚度冲击强度，硬度和降低线膨胀系数等；高岭土可增大材料的体积，提高塑料的绝缘强度，电阻，增强对红外线阻隔效果等；白云母有利于提高聚丙烯的刚性和屈服强度，冲击强度和断裂伸长率等。聚合物／层状矿物纳米材料的制备作为新兴的技术有着广阔的应用前景。     

凹凸棒石-TiO2-磁性颗粒纳米复合材料的制备

为制备具有高效吸附、光催化性能,可磁分离回收催化剂的凹凸棒石-TiO2-磁颗粒纳米复合材料,本文研究了不同反应温度、不同量的氧化剂加量、不同的碱加入量对复合材料磁化率的影响,并利用透射电镜、X射线粉末衍射对制备的复合材料结构和微形貌进行了表征。实验结果表明,在70℃下,Fe2 ∶OH-∶NO3-质量比为1∶0.6∶0.056时,反应生成的产物再经500℃煅烧,获得的凹凸棒石-TiO2-磁性颗粒纳米复合材料的磁化率最高。高分辨透射电镜表征结果显示,经500℃煅烧获得的凹凸棒石-TiO2-磁性颗粒复合材料,其TiO2和磁性颗粒非常均匀地吸附在凹凸棒石表面。     

热处理Mg/Al-LDH结构演化和矿物纳米孔材料制备

层状双氢氧化物(LDH)是自然界不常见的矿物,然而却是易于合成的重要材料。本文利用X射线衍射和透射电镜技术研究了Mg/Al-LDH热处理结构演化。结果表明,对于层间阴离子主要为碳酸根的Mg/Al-LDH,在400~800℃之间形成镁铝固溶体似方镁石结构氧化物。在层状双氢氧化物脱出结构水形成氧化物的过程中,产生2~3nm的纳米孔隙,但仍保留原来LDH片状晶体假象形貌,并继承原来的晶体结构取向。煅烧形成的具有似方镁石结构的氧化物可以重新水化形成新生LDH,但重新水化形成的LDH结晶度比原来的LDH结晶度低,这一过程可以导致微米和亚微米颗粒LDH趋于纳米化,并产生纳米粒间孔隙。温度高于1000℃时似方镁石结构氧化物进一步相变为尖晶石结构氧化物和方镁石复合物相,其中的方镁石可以水化为水镁石并且可以酸溶去除,相转变形成的尖晶石呈现纳米多晶并存在纳米粒间孔隙。这一发现为利用矿物相变原理制备廉价似方镁石结构纳米孔材料、LDH结构纳米孔材料和尖晶石结构纳米材料提供了新的思路。     

TiO2-白云母纳米复合材料的制备及其表面化学特征

TiO2－白云母纳米复合材料属纳米薄膜材料，具有优异的珠光效应。本文利用化学液相沉积法制备出不同类型（单覆层、多覆层）的TiO2－白云母纳米复合材料，并利用扫描电子显微镜（SEM）和粉晶X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等手段对其进行了分析。SEM分析显示：所制备的TiO2－白云母纳米复合材料TiO2的颗粒直径在20－60nm之间，且颗粒均匀、界限清晰，表面平整。XRD分析表明：导晶剂Sn^4 对于提高TiO2向金红石转化起到了重要作用。XPS研究发现TiO2纳米镀层除Ti、O外还有以类同像替代Ti^4 形式存在的导晶离子Sn^4 和由载体白云母扩散的Si、Al、K成分。同时，表面O不足，偏离TiO2理想组成；随TiO2纳米镀层厚度的，TiO2逐渐接近理想成分；并且O（ls)、Ti(2p)向高结合能漂移，结合能增大，次外层比最外层组分具有较强的化学键合，最外层组分则表现出一定的化学活性。     

环氧树脂/沸石纳米复合材料的制备及表征

提出了一种用原位插入法制取环氧树脂/沸石纳米复合材料的新方法, 详细探讨了钠化、有机化、环氧树脂插入、固化及制备环氧树脂/沸石纳米复合材料的条件, 在实验的基础上确定了最佳条件, 制成了纳米复合材料, 并用XRD和TEM对其结构进行了表征, 发现纳米复合材料的平均粒径在5 0~ 6 0nm之间, 同时力学性能有明显提高, 可用于高性能的工程塑料和高品质的粘合剂.      

聚苯胺／蒙脱石纳米复合材料的实验制备研究

对聚苯胺 /蒙脱石纳米复合材料的制备方法与制备产物进行了研究。将新疆某地蒙脱石在钠化改型后进行了季铵盐改性处理。以苯胺作为客体物质 ,利用季铵盐 /蒙脱石插层复合物与有机物良好的相容性 ,将季铵盐 /蒙脱石插层复合物分散在苯胺单体中后 ,苯胺单体进入了蒙脱石层间域 ,通过原位聚合法制备了聚苯胺 /蒙脱石纳米复合材料。XRD、SEM、TG_DTA分析结果表明 ,苯胺单体的进入使蒙脱石的层间距大大增加 ,经聚合后聚苯胺 /蒙脱石复合物中蒙脱石及其插层复合物的X射线衍射特征、形态特征和热学性质特征完全消失 ,表明蒙脱石晶层已被剥离分散在聚苯胺中形成聚苯胺 /蒙脱石纳米复合材料。     

纳米科技与粘土矿物学研究的思考

纳米科技已在地学领域取得了重要研究成果。粘土矿物学在材料科学中占有重要的地位,有必要建立“纳米粘土矿物学”这一学科,其研究手段与纳米科技一致,研究内容主要包括：纳米粘土矿物微粒矿物学、纳米粘土矿物体系物理学、纳米粘土矿物化学、纳米粘土矿物材料学和纳米粘土矿物加工学。本文进一步对纳米粘土矿物的检测方法和检测标准、聚合物／纳米粘土矿物复合材料的产业化提出了思考。     

纳米TiO2/天然矿物复合材料的环境效应

本文系统论述了国内外有关纳米TiO2/矿物复合材料的研究和应用现状,重点介绍了负载纳米TiO2的矿物种类及其复合材料在环境科学研究中的应用。分别介绍了氧化物、层状硅酸盐、架状硅酸盐和硅藻土,重点论述了层状硅酸盐类。纳米TiO2/矿物复合材料主要应用于降解有机污染物(如有机染料、苯酚、甲基橙、亚甲基蓝、邻氯苯酚、DDVP、HCH、DDT、DDE、DDD、反式氯丹和顺式氯丹等),将其变为H2O、CO2等无害小分子化合物,不产生二次污染。纳米TiO2/天然矿物复合材料对污染物的降解效果优于单相TiO2,在环境方面的应用很有潜力。     

层状双氢氧化物剥离及三维多级结构组装

<正>层状双氢氧化物(layered double hydroxides,LDHs)作为一种阴离子型层状材料,由于其层板元素组成及层间阴离子的可调变性,在医药、生物、新能源、催化、环境等领域表现出良好的应用前景。在适宜的条件下,LDHs颗粒能够被剥离成分散状态的纳米片。剥离后的纳米片层带正电,且拥有二维尺度,因此被用作基础研究的模型,并通过自组装来构建新型纳米复合材料。剥离后的LDHs片层带有正电荷,具     

聚苯胺/蒙脱石纳米复合材料的制备与表征

基于蒙脱石层间域二维纳米空间厚度的可扩展性,采用有机插层、单体引入及原位聚合法,制备了聚苯胺/蒙脱石纳米复合材料,利用XRD、FT-IR、TG-DSC、SEM和四探针电阻牢测量仪等研究了复合材料的结构、热性能和导电性能,并讨论了复合机理.结果表明,当m(OM)/m(An)＜0.3时,苯胺单体原位聚合后,蒙脱石晶层被充分剥离,复合材料的热稳定性提高;当有机蒙脱石与苯胺的质量比为0.09时,所制得纳米复合材料的电导率最大达到2.34 S/cm.     

环氧树脂/金云母纳米复合材料的制备与表征

以环氧树脂为基体,二甲基苄胺为固化剂,经结构修饰和有机改性的金云母为增强相,制备了环氧树脂/金云母纳米复合材料,测试了环氧树脂/金云母纳米复合材料的结构、形貌、力学和电学性能。研究了金云母添加量、混合时间以及固化剂添加方式等因素对金云母在环氧树脂中剥离程度的影响。力学性能测试表明,当金云母含量为1%时复合材料的性能最好,与纯树脂相比,拉伸强度提高了32.33%,弯曲强度提高了53.77%,冲击强度提高了127%。电学性能测试表明,当金云母含量为1%时,复合材料体积电导率和表面电导率分别比纯树脂提高了2个和4个数量级。     

纳米多孔性材料的现状与展望

纳米多孔性材料在工业上特别是石油化工，环境保护等领域有十分重要的用途，本文讨论了这类材料的合成、结构和应用，并评述有关方面的研究进展。     

溶胶-凝胶法合成水滑石及其原位有机硅烷嫁接研究

水滑石类层状双羟基化合物是自然界存在的唯一一类阴离子型粘土矿物。水滑石表面有丰富的羟基,具有较强的亲水性,不利于其在聚合物/纳米复合材料、环境污水处理、阻燃抑烟等众多领域应用。改善的方法主要有:有机插层、硅烷