高岭石基复合材料在光催化领域应用的研究进展

环境污染和能源紧缺已成为当今社会亟须解决的重大问题。高岭石基复合材料光催化处理技术因绿色环保、经济安全、无二次污染而备受关注。鉴于高岭石在光催化领域的研究现状,本文介绍了高岭石的层状硅酸盐结构特征及其在光催化领域的应用优势,综述了高岭石基光催化材料的主要类型、基本特征、合成方法、改性过程、光催化特点及其应用进展与优势,最后,提出了高岭石基复合材料在光催化领域应用的重点研究方向。以期获得制备工艺简单、光催化性能优异、原料易获取且无环境污染的高岭石基光催化复合材料,从根本上解决环境污染问题,缓解能源紧缺危机。     

高岭石/苯甲酰胺插层复合物的热分解行为及脱嵌反应动力学

以高岭石/二甲基亚砜为前驱体,利用置换法制备了高岭石/苯甲酰胺插层复合物。XRD和FTIR分析表明苯甲酰胺进入高岭石层间并与其形成新的氢键。采用TG、DSC研究了插层复合物的热分解行为。结果表明复合物在加热过程中发生两步分解,第一步是插层复合物的分解,即插层剂分子于231℃发生脱嵌,第二步为高岭石脱羟基的过程。针对第一阶段的脱嵌反应,采用等转化率法改进后的迭代法、Malek法以及Dollimore法等动力学方法计算得到了完整的动力学三因子:活化能Ea=75.4kJ.mol-1,指前因子A的范围为4.9×1010~8.8×1010s-1,动力学方程为:G(α)=[1-(1-α)1-n]/(1-n),f(α)=(1-α)n。     

高岭石—金—硫系列的化学键与稳定性研究

用密度泛函离散变分计算方法（ＤＦＴ－ＤＶＭ），研究了高岭石、高岭石－金和高岭石－金－硫系列，讨论了结构，化学键与稳定性之间的关系。选用了不含金及金或金－硫原子团位于不同方位的多个模型。计算结果表明，金位于层状高岭石侧面的模型比金位于上、下面更为稳定，在金位于层状高岭石侧面的情况下，金靠近铝的模型比金靠近铝空位更为稳定，高岭石－金－硫体系中的金－硫原子团比高岭石－金体系中的更容易被高岭石吸附。模型间     

江西“高洲石”的矿物学和谱学特征研究

印章石是我国特有的具有民族历史文化特色的艺术品, 江西“高洲石”是近年来新发现并在市场上流通的印章石品种。采用X射线粉晶衍射(XRD)、X射线荧光光谱分析(XRF)、红外光谱分析(FTIR)、扫描电镜(SEM)及差热分析(DTA)对“高洲石”的矿物学特征和谱学特征进行了系统的研究。粉晶衍射结果表明, “高洲石”的主要矿物成分为高岭石族矿物和叶蜡石, 其次含有少量的绢云母和伊利石等。其中高岭石和地开石多型可通过18°～40°(2θ)范围内一系列地开石特有的衍射峰鉴别。“高洲石”中高岭石族矿物同时出现高岭石和地开石的特征衍射峰, 主要为高岭石-地开石过渡矿物。“高洲石”主要化学成分为SiO2和Al2O3, 次要成分为Fe2O3和K2O和Na2O等, 这与高岭石族矿物的化学成分相一致。红外光谱的结果显示“高洲石”中高岭石-地开石过渡矿物在高频区一般出现3 689, 3 645和3 615 cm-1三个谱带, 其中归属于面外羟基振动的3 689 cm-1谱带和面内羟基振动的3 615 cm-1谱带强度近似相等, 部分略有变化, 其变化因含高岭石层或地开石层较多造成。扫描电镜下观察到“高洲石”中高岭石矿物的形态主要呈直径为0.5～4 μm的不规则片状或假六方板状, 与我国其他产地印石的扫描电镜特征较为相似。差热分析结果表明高岭石族矿物的脱羟吸热谷温度与其矿物种属有一定对应关系, 同时此温度还受矿物颗粒大小的影响。综合研究表明, “高洲石”的矿物类型与我国四大印石(寿山石、昌化石、青田石、巴林石)相似, 作为四大印石的替代品, “高洲石”具有广阔的市场前景。     

含水玻璃夹层状硅酸盐的合成与XRD表征

120℃时膨润土、高岭土分别用水玻璃固化，固化物晶形仍以蒙脱石、高岭石结构为主，且蒙脱石可包含更多的水玻璃成分，其固化机理为水玻璃加强了这些硅酸盐的层间作用力，讨论了新型夹层物质形成的可能。     

Y3+,W6+掺杂的矿物锂快离子导体Li1.2+x-yYxTi1.9-xAl0.1Si0.1WyP2.9-yO12系统的合成与表征

以LiTi2(PO4)3为母体,以天然高岭石为起始原料,经高温固相反应制得了一系列新的锂快离子导体Li1.2+x-yYxTi1.9-xAl0.1Si0.1WyP2.9-yO12(以下简称Y-W-Lisicon).X射线粉末衍射分析结果表明,在x＝0.10,y≤0.20及x＝0.20,y≤0.20的组成范围内能得到空间群为R3c,类似于Nasicon的三方结构,但在上述组成范围内均有杂相存在.应用交流阻抗技术测定电导率的结果表明,起始组成为x=0.10,y=0.10的样品在室温下具有较高的离子电导率,为1.65×10-5 S·cm-1;组成为x=0.20,y=0.10的样品在573 K时具有较高的离子电导率,为6.53×10-3 S·cm-1,该样品的分解电压为3.0 V.     

高岭石无定形化的动力学研究

Amorphous kaolinite derivatives were prepared through mixing kaolinite with HCOOK and KOH solution. Ki-netics of kaolinite being turned into amorphous derivatvies was investigated by XRD. It showed that the transfor-mation included dynamic and diffuse controlling stages. And the active energy E₁=26.8kJ·mol^-1; E₂=12.2 kJ·mol^-1. TEM and SEM images showed that particle size of the amorphous derivatives was about 50nm. And the amorphous derivatives seemed like alumnsilicate gel， accompanied by some aggregates.     

微波加热在高岭石表面制备ZnO纳米微晶及其机理分析

报道了一种新的制备纳米氧化锌的方法, 即在微波辐射条件下, 将熔融态聚乙二醇(PEG)直接插入到高岭石层间, 继续延长辐射时间使高岭石发生剥片. 以剥片的高岭石片晶为模板, 经微波加热水解, 在其表面合成了簇状纳米氧化锌晶须.     

高岭石吸附乙烯和苯的Delft分子力学研究

运用Ｄｅｌｆｔ分子力学（ＤＭＭ）程序及其粘土和共轭烯烃力场，计算研究了高岭石对乙烯和苯的吸附作用，探讨了吸附对粘土晶体和有机分子的结构、电荷分布和能量的影响，求得了高岭石吸附乙烯和苯的吸附热等重要物理量．     

高岭石粒度对Pickering乳液稳定性的影响

固体乳化剂颗粒粒径是影响Pickering乳液稳定性的重要因素.本文以去离子水为水相,液体石蜡为油相,高岭石为乳化剂制备水包油型Pickering乳液,研究了高岭石粒度对乳液稳定性的影响.结果表明:高岭石颗粒与乳液液滴大小之间的匹配特征不仅影响乳化剂与乳液分散相表面之间的作用强度,而且影响其在连续相中形成网络结构的特征,进而影响乳液稳定性.高岭石粒度对乳液稳定的影响存在最佳值,当高岭石颗粒粒度D90值为1.42μm时,乳液粘度为378 mPa·s,乳液液滴粒径均匀,乳化剂颗粒在油水界面有序紧密分布,颗粒在连续相所形成三维网络结构趋于牢固,乳液稳定性好.当乳化剂颗粒粒度较小时,体系中的颗粒易受布朗运动因素影响,乳液液滴聚并速度快,乳液粘度低;而当乳化剂颗粒粒度较大时,油水界面上以及连续相中的颗粒易受自身重力的影响发生沉降,破坏三维网络结构,导致乳液粘度降低,乳液稳定性变差.