蒙脱土的改性及其应用研究

发布时间：2017-10-08 23:31

  本文关键词：蒙脱土的改性及其应用研究

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【摘要】： 蒙脱土是一种具有层状结构的硅铝酸盐粘土矿物,它贮量丰富、分布广、价格低廉。由于经过改性的蒙脱土可制成各种性能良好的功能材料,并已在环保、催化、医药等多领域发挥重要作用,因此对其进行深入的开发研究将获得更高的经济及社会效益。本文利用蒙脱土的片层状结构以及层间阳离子的可交换性,主要从以下三个方面改性蒙脱土,合成具有特殊性能的材料,并研究了改性方法、条件等对材料的组成、结构及其性能影响。 首先,用不同金属离子通过阳离子交换引入蒙脱土层间,调控层间域,提高表面性质,尤其是表面酸性,合成固体酸材料。结果表明,带正电荷数较多的金属离子进入层间后,蒙脱土表面酸性有较大的提高;由于蒙脱土的阳离子交换容量极其有限,因而所用的金属离子浓度不可过大;固体酸的热稳定性与蒙脱土的结构水的稳定性有关。 其次,先用不同金属离子通过水解制成半径较大的聚合羟基离子,再引入蒙脱土层间,合成具有较大表面积及较大孔隙的吸附材料,并用红色染料模拟大分子污染废水,探讨其吸附性能。研究表明,蒙脱土经聚合羟基离子改性后,显著增加了较大孔隙的容积;改性蒙脱土的层间距越大、001衍射峰强度越强,其吸附性越好;用改性蒙脱土吸附大分子红色染料,脱色率可达97%以上,且用量少、时间短。 第三,在微乳液体系中先把苯乙烯单体引入蒙脱土层间,再引发聚合反应,并利用聚合时放出的热量使蒙脱土片层间距增大,甚至剥离成纳米级的片层,合成聚合物/蒙脱土复合材料。研究表明,蒙脱土的改性效果与土的加入量及溶液的酸碱性等有关。一般情况下,蒙脱土量加得较少时,有利于苯乙烯的聚合,使片层剥离;中性溶液比酸性或碱性溶液更有利于蒙脱土的剥离。聚苯乙烯/蒙脱土复合材料与纯聚苯乙烯相比微观形态更细小、均匀,力学性能更好。
【关键词】：蒙脱土 改性 固体酸 吸附 复合材料
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TB34
【目录】：

• 摘要(中文)4-5
• 摘要(英文)5-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 蒙脱土的晶体结构9-11
• 1.2 蒙脱土的基本性能11-17
• 1.2.1 蒙脱土的物理性质11-13
• 1.2.2 蒙脱土的化学性质13-17
• 1.3 蒙脱土改性的国内外研究进展17-18
• 1.4 本研究的内容及目标18-20
• 第二章 蒙脱土固体酸的研究20-31
• 2.1 前言20-21
• 2.2 实验部分21-22
• 2.3 结果与讨论22-30
• 2.3.1 各种金属离子负载对蒙脱土层间结构的影响22-23
• 2.3.2 各种金属离子负载对蒙脱土表面酸性的影响23-25
• 2.3.3 离子浓度对蒙脱土层间结构及表面酸性的影响25-26
• 2.3.4 金属离子负载量对蒙脱土表面酸性的影响26-27
• 2.3.5 pH 值对蒙脱土表面酸性的影响27
• 2.3.6 热处理温度对蒙脱土表面酸性的影响27-29
• 2.3.7 催化性能29-30
• 2.4 小结30-31
• 第三章 蒙脱土染料废水吸附材料的研究31-47
• 3.1 前言31-32
• 3.2 实验部分32-34
• 3.3 结果与讨论34-46
• 3.3.1 聚合羟基铝改性蒙脱土的层间结构及吸附性34-35
• 3.3.2 聚合羟基金属离子复合取代剂改性蒙脱土35-39
• 3.3.3 改性蒙脱土的表面酸性39-40
• 3.3.4 对红色染料的脱色性能40-43
• 3.3.5 钛聚合体改性蒙脱土43-45
• 3.3.6 聚合铁改性蒙脱土45-46
• 3.4 小结46-47
• 第四章 聚苯乙烯/蒙脱土复合材料制备及性能研究47-68
• 4.1 前言47-50
• 4.2 实验部分50-51
• 4.3 结果与讨论51-66
• 4.3.1 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰蒙脱土51-54
• 4.3.2 硅烷偶联剂修饰蒙脱土54-55
• 4.3.3 改性蒙脱土的红外光谱分析55
• 4.3.4 聚苯乙烯/蒙脱土复合材料的制备55-59
• 4.3.5 聚苯乙烯/蒙脱土复合材料的表征59-61
• 4.3.6 聚苯乙烯/蒙脱土复合材料的组成及结构分析61-64
• 4.3.7 苯乙烯/蒙脱土复合材料的力学性能64-65
• 4.3.8 聚苯乙烯/蒙脱土复合材料合成的机理及其热力学过程65-66
• 4.3.9 聚合物/粘土复合材料的应用前景展望66
• 4.4 小结66-68
• 第五章 总结68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 附录75

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 谭会;高芒来;罗忠新;谷峥;舒神宝;;Al~(3+)改性膨润土催化剂在甲苯苄基化反应中的活性[J];石油化工;2012年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈林波;新型催化剂催化甲苯与叔丁醇烷基化的研究[D];华东理工大学;2011年

2 王光伟;改性蒙脱土负载Co催化剂的费—托合成反应行为[D];陕西师范大学;2011年

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5 李媛;微波辅助多相催化合成丙交酯工艺技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

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7 赵伟;丁腈橡胶/三元乙丙橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料性能的研究[D];青岛大学;2012年

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10 张晓亮;蒙脱土/聚合物纳米复合材料的制备及性能研究[D];安徽大学;2013年

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本文编号：996912