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.     

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。     

反应溶剂对蒙脱石有机硅烷改性的影响

有机改性有利于改善蒙脱石等粘土矿物与有机物的亲和性,提高其在聚合物中的分散及复合材料的机械性能、光学性能和热稳定性能等。传统的蒙脱石有机改性方法主要利用蒙脱石的离子交换性能将离子型表面活性剂(如季铵盐)引入     

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。     

蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物在丙烯酸涂料中的应用机理研究

针对由两种具有不同层电荷特征的蒙脱石(M1和M2)所制备的蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物和具有不同结构特征的蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物用作丙烯酸涂料的助剂时,对涂料综合性能的影响规律及机理研究发现:利用层电荷较低的蒙脱石(M1)制备的蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物用做丙烯酸涂料助荆具有较好的抗沉增稠效果,而利用层电荷较高的蒙脱石(M2)制备的蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物的抗沉增稠效果较差;蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物结构特征影响其在丙烯酸涂料中的作用效应,具有单层倾斜结构的蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物具有较好的抗沉增稠效果,而具有单层平卧结构和胶束结构的蒙脱石/十八烷基三甲基铵复合物的抗沉增稠效果较差.     

蒙脱石红移、蓝移及水化特征的谱学分析

对提纯蒙脱石、钠化蒙脱石、有机插层蒙脱石进行紫外-可见光学吸收谱分析、红外光谱分析,发现蒙脱石随着粒度的变化产生红移和蓝移现象。1631插层样品较钠化样品红移20 nm以上,而提纯的胶体粒子样品较1631插层样品SM G-1631红移80 nm;由于提纯蒙脱石样品粒度变细羟基伸缩振动吸收峰向高波数移动了1.69 cm-1,即蓝移了1.69cm-1。蒙脱石水化性能的XRD分析表明,蒙脱石吸水后晶层发生膨胀、剥离,脱水时分散后的晶层发生凝聚作用,即面-面结合作用,形成蒙脱石“定向性层状集合体”衍射峰的d值产生了相应的变化,这种凝聚作用是蒙脱石分散剥离的逆作用,但凝聚后形成的凝聚蒙脱石的衍射谱特征与原始蒙脱石的大不相同。蒙脱石红移、蓝移及水化特征的谱学分析研究丰富了天然纳米蒙脱石矿物材料晶体化学研究的内容,具有重要的理论意义。     

CTA~+/蛭石插层复合物在乙醇水溶液中一维结构的变化研究

基于蛭石良好的阳离子交换性和吸附性及层间域的可膨胀性,对新疆尉犁蛭石矿的金云母-蛭石样品采用不同用量的季铵盐进行微波插层处理及插层后样品的乙醇溶液醇洗处理,并对处理后样品一维结构的变化进行了XRD分析,考察了插层剂用量和乙醇溶液浓度对CTA+/蛭石插层复合物最大底面间距的影响。结果表明:蛭石的最大底面间距随着CTAB用量的增加而增大,季铵盐阳离子在蛭石层间的排布模式也随用量的增加,发生由单层倾斜→双层倾斜的规律性转化。插层处理后的样品采用浓度为97%的乙醇溶液醇洗后,蛭石最大底面间距由5.08～4.35 nm减少至4 nm左右,季铵盐阳离子在层间全为单层倾斜排布;采用不同浓度的乙醇溶液对蛭石最大底面间距为4.69 nm的样品进行醇洗,随乙醇溶液浓度的增大,蛭石最大底面间距降低,并在浓度为60%时达到稳定值4.00 nm,随后随乙醇溶液浓度的增大,不再发生变化。季铵盐阳离子在蛭石层间域中以单层倾斜排布,倾斜角为53°±时最稳定。     

十八烷基三甲基铵改性蒙脱石的结构和凝胶性能关系研究

利用小角X射线衍射技术研究在不同的十八烷基三甲基铵盐用量下制备的有机蒙脱石的结构特征,将具有不同晶体结构特征的有机蒙脱石分别分散在二甲苯、乙醇混合相和0#柴油中,测定在相应溶剂体系中的凝胶性能,研究发现当十八烷基三甲基铵盐的用量小于0.9 CEC时,十八烷基三甲基铵盐阳离子在蒙脱石层间呈单层平卧排列,由于在有机溶剂中蒙脱石得不到充分的剥离而导致有机蒙脱石的凝胶性能较差,表现为有机凝胶的粘度和胶体率都较低;当十八烷基三甲基铵盐的用量在0.9 CEC~1.8 CEC时,十八烷基铵阳离子在蒙脱石层间呈单层倾斜排列,在有机相中蒙脱石不仅能得到充分的剥离,而且能形成稳定的"卡房式结构",使有机凝胶的黏度和胶体率分别最高达到23 000mPa.s和100%;而当十八烷基铵盐的用量大于1.8 CEC时,十八烷基铵有机物在蒙脱石层间呈胶束排列,尽管在有机相中能得到充分的剥离,但由于过量的有机阳离子中和了蒙脱石层面的负电荷,在体系中不能形成稳定的"卡房式结构",使有机蒙脱石的凝胶粘度较低,而胶体率较高。     

牛磺酸和布洛芬插层MgAl-LDHs药物缓释材料制备及其结构研究

采用焙烧还原法制备了牛磺酸/层状双氢氧化物插层复合物(TAU-LDH)和布洛芬/层状双氢氧化物插层复合物(IBU-LDH)。研究了插层复合物中TAU和IBU在模拟人体内肠道pH值(pH=7.4)的磷酸缓冲溶液(PBS)中的缓释性能。XRD和FT-IR分析表明,TAU和IBU阴离子成功进入到LDHs层间形成插层复合物,IBU-LDH插层复合物的结晶性能优于TAU-LDH。UV-Vis分析表明,存在于LDHs层间的TAU和IBU在缓冲溶液中具有明显的缓释特性。复合物中的TAU 40 min释放85%,180 min释放完全;IBU 40 min释放88%,180 min释放完全。IBU-LDH插层复合物的药物缓释特性优于TAU-LDH插层复合物。     

聚噻吩插层有机蒙脱土导电复合材料的制备及其修饰

实验采用Fe~(3+)-H_2O_2催化氧化体系,以水为介质,十二烷基苯磺酸钠(十二烷基苯磺酸钠)为乳化剂,室温下制备聚噻吩(PTP)有机蒙脱土(OMMT)复合材料。当有机蒙脱土/聚噻吩=2g/ml时,反应时间为12 h,制得复合材料电导率最高,其值为3.44×10~(-5)S/cm;在Fe~(3+)-H_2O_2和过硫酸铵(APS)两种氧化体系下,分别采用苯胺(ANI)和吡咯(PY)对聚噻吩-有机蒙脱土进行修饰,制得聚苯胺-(聚噻吩-有机蒙脱土)和聚吡咯-(聚噻吩-有机蒙脱土)复合材料的电导率均达到10~(-2)S/cm~10~(-1)S/cm,较未修饰时提高了10~3倍~10~4倍。傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)表明噻吩(TP)进入有机蒙脱土层间聚合,形成插层复合,经苯胺和吡咯修饰后,插层结构没有被破坏;重分析(TG)则证实复合后材料热稳定性得到提高,500℃时失重在11.69%左右,但经修饰后材料的热稳定性有所降低500℃时失重达到80%以上。扫描电镜(SEM)表明在Fe~(3+)-H_2O_2氧化体系下,经修饰后材料形貌更规整,且均为球形。     

微乳液聚合法合成聚苯乙烯/蒙脱土复合材料

微乳液聚合法是合成聚合物复合材料的新方法。用微乳液聚合法,先把苯乙烯单体引入蒙脱土层间,再引发聚合反应,利用聚合时放出的热量使蒙脱土片层间距增大,合成聚苯乙烯/蒙脱土复合材料,用XRD、FTIR及SEM等对材料进行表征。研究表明,用微乳液聚合法可使蒙脱土与聚苯乙烯较好地复合,且用CTAB改性蒙脱土合成的复合材料微观形态更加细小和均匀。     

配合物改性蒙脱石及其对直接大红染料的吸附性

利用蒙脱石的层间活性,用过渡金属离子与配位体生成的配合物改性蒙脱石,通过测定改性蒙脱石对直接大红染料的脱色性及XRD图,研究配合物的中心离子种类、配位体种类、制备方法等对蒙脱石层间结构及吸附较大分子化合物性能的影响。结果表明,带正电的配合物离子能够有效进入蒙脱石层间、增大层间距;4或6配位数的配合物改性蒙脱石能明显提高对染料的吸附性;采用金属离子为先驱体,先插入蒙脱石层间,再原位生成配合物的两步法效果较好。     

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.     

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。     

Role of the Interlayer Space of Montmorillonite in Hydrocarbon Generation: A Combined Study by TG-FTIR and High Temperature-Pressure Pyrolysis

The interlayer clay-organic complex is an important clay-organic association in sedimentary environments. The interlayer region of clay minerals not only provides storage space for organic matter, but also possesses solid acid sites; and these acid sites were proposed to be involved with the transformation of organic matter into liquid and gaseous hydrocarbons. However, the effect of the organic matter storage in the interlayer space of clay minerals on the hydrocarbons generation has not been made clear. In this study, the interlayer complex of 12-aminolauric acid (ALA) and Na+-montmorillonite (Na+-Mt), labeled as ALAinter-Mt (Na), was synthesized to investigate the role of the interlayer space of montmorillonite in hydrocarbon generation. Simply mixed ALA-Mt complex [ALA-Mt (Na)] was also prepared for comparison. The pyrolysis of ALA and ALA-Mt complexes was studied using thermogravimetry coupled with Fourier transform infrared spectroscopy (TG-FTIR) and a high temperature-pressure system (a confined gold capsule-autoclave system).     

蒙脱石—水体系中水与矿物晶胞参数的不适应度对体系电导率的影响

在水体系中,蒙脱石矿物表面结合水膜厚度大小,取决于矿物层间阳离子及矿物的晶体化学特征.当层间阳离子种类相同时,首先取决于水与矿物结构参数的不适应程度.结合水膜厚度,影响蒙脱石层间阳离子在土—水体系中的电导率.本文通过对不同地区、不同类型蒙脱石—水体系电导率测定,讨论水与蒙脱石晶胞参数不适应度对体系电导率的影响规律.     

粘土固体酸的表面酸性调控及其催化活性

固体酸是７０年代末发展起来的一类新型的催化材料,对有机反应具有较强的催化活性,且副反应少,产物易分离,污染少［１］。粘土固体酸是以蒙脱石类粘土为基质材料,通过采用不同的物理或化学方法在不同的条件下调控层间域而制备的,其催化活性和选择性与其表面酸的类型、浓度及强度等有关［２］,为此我们采用离子交换法,以不同类型的阳离子为取代剂,在不同条件下取代交换进入蒙脱石层间,研究制备方法及条件对表面酸性的影响,并考察了催化性能。１　实验部分１－１　原料与试剂钠基膨润土（浙江临安产,主要成分为蒙脱石,用沉降法提…     

膨润土受热作用后的水-力性能研究

受核废料衰变热影响,处置库内缓冲层的膨润土会长期处于高温状态。经历持续高温作用后,膨润土的膨胀自愈能力能否得以保持,还没有明确的结论。利用马弗炉维持105 ℃恒温环境,对粉状膨润土持续加热到预定周期;然后,获得不同加热周期试样的水-力性能。结果表明,随着加热时间增长,膨润土水-力性能出现大幅衰减。借助X射线衍射仪测试发现持续加热90 d其晶面间距缩合,出现了硅质氧化物胶结,导致颗（团）粒集聚。其红外光谱和热重特征表明,持续加热作用脱去了蒙脱石层间离子水合水,引起部分Na、Mg离子随水分蒸发而逃逸,两者共同作用导致蒙脱石颗（团）粒发生缩合作用。通过观察其扫描电镜图片也能发现,经过90 d持续加热后,蒙脱石颗（团）粒表面不再层次分明,而是紧密地相互搭接,发生了显著的缩合行为。粒度分布特征进一步证实,膨润土经历90 d加热后,即使浸泡28 d,其颗（团）粒依然未被分散,可初步推断上述缩合行为不可逆。     

热处理蒙脱石的γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES),在乙醇-水混和溶剂中对预先经不同温度煅烧的蒙脱石进行改性。采用XRD、FTIR、热分析、元素分析、比表面积及孔分析等多种手段对产物进行分析。结果表明:硅烷主要赋存于蒙脱石层间,呈双层排布,少量嫁接于片层端面。热处理温度通过影响蒙脱石层间含水量,进而影响硅烷在层间的水解缩合。硅烷改性蒙脱石的过程为:硅烷分子通过阳离子交换插层至蒙脱石层间;随后水解生成的硅醇分子相互缩合;最终由于乙醇对硅烷水解的抑制作用以及蒙脱石片层相邻电荷位点存在一定的间距,与蒙脱石片层结合较弱的硅烷分子被洗脱,剩余的Si-O-Si交联网络在层间形成类似"柱子"结构。该硅烷改性蒙脱石与原始蒙脱石的比表面积相差不大,但其结构中微孔的比重增加。     

锂改性蒙脱石矿物中锂的化学状态研究

采用XRD、IR、XPS等测试方法,对锂改性蒙脱石矿物中锂 的化学状态进行分析,发现锂改性过程中,Li+离子不仅与蒙脱石层间吸附阳离子进行交 换,还能置换蒙脱石晶格八面体中的阳离子和进入间隙位置。Li+离子是以三种化学状态 存在于蒙脱石晶格结构中。