膨润土的提纯及应用

发布时间：2017-08-05 20:07

  本文关键词：膨润土的提纯及应用

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【摘要】：蒙脱石(MMT)是膨润土的主要成分,由于蒙脱石具有较为优越的物化性能,使其应用广泛,因此被称为“万能土”。本文以吉林刘房子地区低品位膨润土原矿为实验原料,对其进行提纯,并探索提纯后的蒙脱土在生物基复合材料方面的应用,一方面,利用提纯后的蒙脱土和羧甲基纤维素钠(CMC)制备高强度高阻隔性的薄膜;另一方面,将蒙脱土与壳聚糖复合并掺杂量子点制备生物基复合荧光材料。本论文采用湿法提纯方法。通过单因素和正交试验的方法得到液固比、分散剂用量、搅拌时间及离心转速对提纯效果的影响。采用吸蓝法和X-射线衍射法对提纯结果进行检测。由实验可知最佳提纯条件为液固比为12:1(g/g)、分散剂用量为0.075%、搅拌时间为0.5 h、离心转速为4000 r·min-1。该条件下膨润土的膨胀容由33mL/g提高到97 mL/g,阳离子交换总量由0.805 mmol/g提高到1.190 mmol/g,蒙脱石含量由60.84%提高到98%以上。XRD检测结果表明,提纯后膨润土的SiO2峰变弱,含量降低,说明此提纯工艺条件能得到较高质量的膨润土产品。在将MMT填充到CMC中制备复合膜材料实验中,考察了MMT用量对CMC膜材料的力学性能和气体阻隔性能的影响,利用扫描、透射电镜对其进行结构分析。结果表明,添加适量的MMT可以显著提高CMC膜的力学性能和气体阻隔性能。当蒙脱土添加为10%时,其拉伸强度可由105 MPa提高到375 MPa,对氧气和水蒸气的阻隔性能也有明显提高。在将蒙脱土与壳聚糖复合后掺杂碲化镉量子点(QDs),制备生物基复合荧光材料。该方法合成得到的复合材料在水中表现出良好的荧光性及稳定性,由MMT-CS/QDs胶液抽滤得到的仿贝壳结构的薄膜也具有较强的荧光性质。
【关键词】：膨润土 提纯 生物基复合材料 力学性能 气体阻隔性能 荧光材料
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD985
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 膨润土主要特点及应用10-15
• 1.1.1 膨润土的概念10
• 1.1.2 膨润土的成分及结构10-12
• 1.1.3 膨润土的矿物性质12-14
• 1.1.4 国内外膨润土的供求现状14-15
• 1.2 国内外膨润土研究现状15-17
• 1.2.1 膨润土的提纯研究概况15-17
• 1.2.2 蒙脱土插层复合材料17
• 1.3 研究背景及内容17-20
• 1.3.1 研究背景17-18
• 1.3.2 研究内容18-20
• 第2章 膨润土提纯研究20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 实验部分20-24
• 2.2.1 主要实验药品20
• 2.2.2 主要实验仪器20-21
• 2.2.3 工艺流程21
• 2.2.4 性能测试21-24
• 2.3 实验结果与讨论24-30
• 2.3.1 单因素法24-27
• 2.3.2 正交试验法27-29
• 2.3.3 提纯前后土的化学组成、物化性能分析及结构性能表征29
• 2.3.4 提纯土的XRD结构表征29-30
• 2.4 本章小结30-32
• 第3章 膨润土与羧甲基纤维素钠制备复合材料32-40
• 3.1 引言32
• 3.2 实验部分32-33
• 3.2.1 主要实验药品32
• 3.2.2 主要实验仪器32-33
• 3.2.3 蒙脱土/羧甲基纤维素钠复合膜的制备33
• 3.3 复合膜性能的测试33-34
• 3.3.1 膜厚度的测定33
• 3.3.2 力学性能测试33
• 3.3.3 透氧性能测试33-34
• 3.3.4 水蒸气透过系数测试34
• 3.3.5 形貌表征34
• 3.4 实验结果与讨论34-37
• 3.4.1 相对湿度对膜力学性能的影响34-35
• 3.4.2 蒙脱土添加量对膜性能的影响35-37
• 3.5 蒙脱土的添加对膜结构及形貌的影响分析37-38
• 3.5.1 TEM分析37
• 3.5.2 SEM分析37
• 3.5.3 XRD分析37-38
• 3.6 复合膜的应用38-39
• 3.7 本章小结39-40
• 第4章 膨润土与壳聚糖及量子点制备荧光材料40-52
• 4.1 引言40-41
• 4.2 实验部分41-43
• 4.2.1 主要实验药品41
• 4.2.2 主要实验仪器41
• 4.2.3 膨润土与壳聚糖、量子点荧光材料的制备方法41-43
• 4.3 荧光材料的表征分析43-44
• 4.3.1 XRD分析43
• 4.3.2 FTIR分析43
• 4.3.3 TEM分析43
• 4.3.4 FL分析43-44
• 4.3.5 SEM分析44
• 4.3.6 TGA分析44
• 4.4 实验结果与讨论44-50
• 4.4.1 XRD测试结果44
• 4.4.2 FTIR测试结果44-45
• 4.4.3 TEM测试结果45-46
• 4.4.4 FL测试结果46-49
• 4.4.5 SEM测试结果49
• 4.4.6 TGA测试结果49-50
• 4.5 本章小结50-52
• 结论52-54
• 参考文献54-60
• 攻读硕士学位期间所发表的论文60-62
• 致谢62

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本文编号：626687