水滑石阻燃剂的离子改性研究进展

由于水滑石具有层板阳离子可调控、层间阴离子可交换、酸碱性等独特的性能,在医药、离子交换、催化、材料阻燃等领域备受研究者关注。特别是水滑石用作阻燃材料时,具有无卤、无毒、不产生有毒和腐蚀性气体、阻燃和抑烟性能优良等突出优点,已成为当前材料阻燃领域研究的热点。然而,水滑石也存在热稳定性较差、容易聚集、分散性较差等缺点,故国内外学者开展了一些水滑石阻燃剂改性的系列研究。本文阐述了近年来国内外学者利用Ca2+、Mg2+、Al3+等阳离子对水滑石阻燃剂进行改性,以及应用BO33-、SiO32-等阴离子对水滑石阻燃剂进行改性等方面的研究进展,并对水滑石在生物质材料阻燃、低成本水滑石阻燃剂的合成、水滑石协效阻燃剂的研究、水滑石阻燃剂工业化生产新工艺与设备、洁净化制备技术等方面的研究与应用前景进行了展望。     

邻甲酚在类水滑石、焙烧及改性类水滑石上的吸附

用液相非稳态共沉淀法制备了Mg-Al 类水滑石(HTlc); Mg-Al HTlc 于450 ℃下焙烧得焙烧类水滑石(CHTlc); 采用结构重建法由CHTlc 制备了十二烷基硫酸根(DS－)插层(改性)类水滑石(DS·HTlc). 研究了邻甲酚在Mg-Al HTlc,CHTlc 和DS·HTlc 上的吸附行为: 邻甲酚在Mg-Al HTlc, CHTlc 和DS·HTlc 上的吸附动力学和等温式均分别符合准二级动力学方程和Freundlich 方程, 且吸附速率和吸附量大小均依次为: DS·HTlc>>CHTlc>HTlc; 在初始pH＝5.00～13.00 范围内, 邻甲酚在HTlc 和CHTlc 上的吸附量随pH 值的增加先增加后减小, 随温度的增加而增加, 邻甲酚在DS·HTlc 的吸附量随pH 值和温度的增加而降低; 邻甲酚在HTlc, CHTlc 和DS·HTlc 上的吸附量均随电解质(NaCl)浓度的增加而增加, 探讨了吸附机理. 研究结果表明, DS·HTlc 有望成为一种新型的高效酚类有机污染物处理剂.     

利用有机改性的类水滑石缓释阿维菌素

采用蒸发溶剂促进插层(evaporating solvent enhanced intercalation)的方法把农药阿维菌素(Avermectin, AVM)插层到十二烷基硫酸钠(SDS)改性的类水滑石(Hydrotalcite-like compound, HTlc)层间，合成了AVM-SDS-HTlc纳米杂化物。研究发现其能够很好的控制阿维菌素的释放，表明AVM-SDS-HTlc纳米杂化物是一种很有潜力的农药控释剂型。AVM-SDS-HTlc纳米杂化物的释放受pH、温度和电解质的影响，酸性介质、较高温度以及有电解质存在会提高其缓释速率。释放过程符合准一级释放动力学，释放的活化能为279 kJ/mol。     

含磷超支化阻燃剂改性环氧树脂研究进展

综述了近年来含磷超支化阻燃剂改性环氧树脂（EP）的研究进展,主要包括含磷杂菲基团超支化阻燃剂、超支化聚磷酸酯阻燃剂、超支化含磷/氮阻燃剂和超支化含磷/氮/硅阻燃剂等其他类型超支化阻燃剂,介绍了不同类型的阻燃剂对EP的阻燃性能和机械性能的影响,并总结对比了添加不同阻燃剂后EP复合材料的阻燃性能、机械性能、玻璃化转变温度（Tg）等性能,最后指明了超支化阻燃剂当前面临的主要挑战并展望了未来的发展趋势。     

谷氨酸插层水滑石吸附水中铅离子

采用共沉淀法合成了谷氨酸插层镁铝类水滑石(LDH),对所制备的试样进行了X-射线衍射和红外光谱表征,对LDH去除水中铅离子的能力进行了讨论,研究了吸附过程的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,谷氨酸能嵌入镁铝水滑石的层间,该插层水滑石能有效吸附水中铅离子,吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温曲线可用Langmuir模型来描述,吸附量可达68.49mg/g。     

黄光类水滑石的制备、表面改性及应用

采用共沉淀法合成了荧光类水滑石材料,该材料在470 nm蓝光激发下可发出黄色荧光(557 nm),采用硅烷偶联剂对其进行表面改性,探讨了表面改性对黄光类水滑石的发光性能、结构及热稳定性的影响。将改性黄光类水滑石与GaN基蓝光芯片封装后制得了白光LED。研究结果表明,改性的黄光类水滑石是制作白光LED可供选用的黄色发光材料。本文成功地将低温一步法制备得到的金属有机配合物/无机纳米杂化材料应用于LED,拓展了LED用荧光粉的选用范围。     

黄光类水滑石的制备、表面改性及应用

采用共沉淀法合成了荧光类水滑石材料,该材料在470 nm蓝光激发下可发出黄色荧光(557 nm),采用硅烷偶联剂对其进行表面改性,探讨了表面改性对黄光类水滑石的发光性能、结构及热稳定性的影响。将改性黄光类水滑石与GaN基蓝光芯片封装后制得了白光LED。研究结果表明,改性的黄光类水滑石是制作白光LED可供选用的黄色发光材料。本文成功地将低温一步法制备得到的金属有机配合物/无机纳米杂化材料应用于LED,拓展了LED用荧光粉的选用范围。     

水滑石层间碘酸根离子的还原性机理研究

通过X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪表征发现,经水合肼(N2H4·H2O)和亚硫酸钠(Na2SO3)两种还原剂处理碘酸根插层水滑石的产物分别为碘离子插层的水滑石(ZnAl-I LDHs)和硫酸根离子插层水滑石(ZnAl-SO4LDHs)。进一步研究表明,N2H4·H2O和水滑石的反应为D7模型的核外层扩散反应,N2H4·H2O在水滑石微球界面和IO3-发生反应。而Na2SO3则先进入了水滑石层间,然后与层间的IO3-反应,其模型符合D11动力学模型。     

水滑石层间碘酸根离子的还原性机理研究

通过X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪表征发现,经水合肼（N₂H₄·H₂O）和亚硫酸钠（Na₂SO₃）两种还原剂处理碘酸根插层水滑石的产物分别为碘离子插层的水滑石（ZnAl-ILDHs）和硫酸根离子插层水滑石（ZnAl-SO₄LDHs）。进一步研究表明,N₂H₄·H₂O和水滑石的反应为D₇模型的核外层扩散反应,N₂H₄·H₂O在水滑石微球界面和IO₃^-发生反应。而Na₂SO₃则先进入了水滑石层间,然后与层间的IO₃^-反应,其模型符合D₁₁动力学模型。     

钾对镁铝水滑石复合氧化物的表面改性

利用X射线衍射(XRD), X射线光电子能谱(XPS), 原位红外(in situ IR)光谱和CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等技术研究了K对Mg-Al水滑石复合氧化物(MgAlO)的表面改性. 结果表明, 当K负载量臆8%(w)时, K高度分散在MgAlO表面, 并与载体作用形成了新的Lewis碱位. 其中, K取代MgAlO弱碱位OH上的质子形成弱碱性的Mg(Al)-O-K; 与强碱位表面O2-结合形成强碱性的Mg-O-K. 当K负载量为5%-8%(w)时, 还存在与载体作用较弱并具有更强碱性的准自由KOx. K增强MgAlO碱性的本质是K的电荷转移到了表面氧负离子上.     

水滑石及其衍生物处理水中污染物的研究进展

水滑石(LDH)由于具有记忆效应、内部结构可调性、层间阴离子可交换性等优良性质,而在水处理领域具有广阔应用前景。综述了水滑石及其衍生物处理水中污染物的最新研究进展。介绍了LDH处理重金属废水和有机废水,利用催化氧化性能或通过与不同材料复合处理废水。此外,还简述了LDH的规模化生产现状及存在问题,对LDH材料在水处理领域的未来发展方向进行了展望。     

镁铝水滑石及其改性产物的表面性质的研究

采用共沉淀法制备了n_Mg/n_Al比为2∶1镁铝水滑石(Mg/Al-HTlc),经500 ℃焙烧后得到镁铝复合氧化物(C-HT),并用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对复合氧化物进行了改性(M-HT)。通过反相气相色谱法(IGC)对Mg/Al-HTlc、C-HT和M-HT的表面性质进行了研究,定量计算了表面吸附自由能、表面能色散组分以及表面自由能特征分量。结果表明,三者的表面自由能以及色散能的大小顺序为：C-HT＞Mg/Al-HTlc＞M-HT;温度对非极性分子与Mg/Al-HTlc间的色散能影响不大,而非极性分子与C-HT和M-HT间的色散能均随温度的升高而降低;极性分子与固定相的吸附作用包括色散能和吸附自由能特征分量两部分,表面改性会使Mg/Al-HTlc的自由能特征分量降低。     

超声波作用下离子交换改性水滑石对PP性能的影响

采用超声波离子改性水滑石,并将其添加在等规聚丙烯材料中。运用X射线衍射仪技术(XRD)、傅里叶红外光谱(ATIR)、差示扫描量热(DSC)、偏光显微镜(POM)、扫描电镜(SEM)等方法测试表征了水滑石通过超声离子改性前后对等规聚丙烯材料结构的影响。结果表明,超声离子改性的水滑石能扩大水滑石层间距,促进和增加改性基团的插层率,能改善其在等规聚丙烯中的分散性,对等规聚丙烯起到明显的异相成核作用,细化其晶粒,同时能够增强和增韧等规聚丙烯材料。     

水滑石前体法制备金属催化材料的研究进展

金属催化剂是现代石油化工、煤化工以及精细化工等重要化工生产领域广泛使用的一类重要催化剂.水滑石(LDHs)是一类典型的阴离子黏土材料,其独特的组成、结构可调性,以及拓扑转变的性质使其成为一类优秀的金属催化剂前体材料.本文提出了LDHs基金属催化剂的内源和外源构筑法的思想,综述了LDHs基金属催化剂的制备方法,探讨了LDHs基金属催化剂制备规律和催化性能,并进一步讨论了LDHs材料在该领域面临的挑战和发展趋势.     

F改性CuNiAl水滑石选择性催化氧化甲苯生成苯甲醇

利用水滑石的"记忆效应"将F离子引到铜镍铝水滑石的层板上,并在甲苯的氧化反应中测试其催化性能,运用FTIR、X射线固体粉末衍射技术对其进行了表征,结果表明,引入F离子后的铜镍铝水滑石仍具有良好的层状结构,并表现出了优良的催化活性.在最佳反应条件下,甲苯的转化率最高可达8.4%,苯甲醇的选择性为81.4%.     

水滑石类阴离子黏土的合成及催化应用研究进展

水滑石类阴离子黏土具有一些独特的性能,作为催化材料应用广泛。本文就水滑石类阴离子黏土的合成现状进行了概述,对其各种不同的合成方法进行了比较。给出了它作为碱催化剂、氧化还原催化剂以及催化剂载体的应用实例,共引用文献60篇。     

影响水滑石晶体结构的因素

制备了Ｍｇ１－ｘＡｌｘ（ＯＨ）２（Ａ＾ｎ－）ｘ／ｎ．ｍＨ２Ｏ型水滑石，讨论了配料组成，滴料方式，陈化过程等制备条件对水滑石晶体组成和晶体结构的影响。在配料Ｍｇ／Ａｌ比相同的条件下，得到的Ｍｇ１－ｘＡｌｘ９ＯＨ）２（ＣＯ３）０．５ｘ．ｍＨ２Ｏ晶体中Ｍｇ／Ａｌ比并不一定相同。     

聚丙烯/插层改性水滑石纳米复合材料结构与性能研究

采用离子交换法制备了十二烷基磺酸钠和衣康酸共同改性水滑石(LDHs2),FTIR、XRD分析表明,十二烷基磺酸钠和衣康酸能够同时进入水滑石片层之间,层间距有很大提高。利用改性水滑石,通过马来酸酐-苯乙烯共接枝改性聚丙烯相容剂的熔融共混和聚丙烯与水滑石溶液共混制备母粒,然后与聚丙烯分别熔融共混两种方法制备聚丙烯/水滑石纳米复合材料。TEM分析表明,马来酸酐-苯乙烯共接枝改性聚丙烯作相容剂可以使水滑石在聚丙烯基体中达到更好分散。DSC、XRD分析表明,水滑石、相容剂以及短链共聚聚丙烯对聚丙烯晶型没有影响,但对其结晶速率、结晶度以及晶粒大小有所改变,复合材料中聚丙烯的起始结晶温度、结晶峰温度、结晶速率、结晶度均比纯聚丙烯高,晶粒粒径分布也更均匀。     

水滑石改性二氧化硅新材料去除养殖用水中的孔雀石绿及结晶紫

合成了水滑石改性的系列硅胶新材料HTS-n(s),该新材料同时包含有酸性位与碱性位,并通过碱腐蚀获得了3～4 nm的小孔和大的比表面积。该类材料可选择性吸附去除水产养殖用水中的工业染料类污染物孔雀石绿和结晶紫。吸附后水中剩余的染料浓度通过高效液相色谱-质谱/质谱联用仪进行检测,结果显示新材料的吸附性能超过常用的工业吸附剂NaY沸石和活性炭。