高嶺石的插層及水合高嶺石制備與應用研究.pdf

1、高嶺石是一種常見的工業(yè)原料,被廣泛應用于造紙、陶瓷、橡膠、塑料、涂料、醫(yī)藥等領域。近些年來,利用高嶺石插層技術制備性能優(yōu)異的有機-無機納米雜化材料,在很多新領域存在巨大的應用前景,已引起人們越來越大的關注。但由于高嶺石層間存在較強的氫鍵作用,只有少數(shù)極性較強的有機小分子才能直接插層進入高嶺石層間,而大多高嶺石有機插層復合物需要通過置換插層法才能獲得。因此,尋找一種高效、適用性更廣的高嶺石插層前軀體則顯得尤為重要。水合高嶺石是一種新的環(huán)保

2、型插層前軀體,但目前常見的水合高嶺石大多需要三步置換法才能得到,這大大限制了其應用價值。而利用直接插層的高嶺石復合物制備水合高嶺石,則可以大大簡化制備工藝,促進這種新型插層前軀體的應用。此外,高嶺石晶粒大小是一項重要的質量評價標準,高嶺石有機插層復合物也常被應用于剝離高嶺石,其中接近單片層結構的高嶺石納米薄片在聚合物納米復合材料等領域具有很大的應用價值。
　　 本文在查閱大量文獻的基礎上,全面綜述了國內外關于高嶺石有機插層復合物

3、的研究狀況,并總結了水合高嶺石的制備和高嶺石的剝離方法。本文則主要以尿素/高嶺石插層復合物和肼/高嶺石插層復合物為中間相,對水合高嶺石的形成和高嶺石的剝離進行了研究,具體研究的內容和結論如下:
　　 本文通過研磨后續(xù)熱處理法制備尿素/高嶺石插層復合物,以及通過液相插層法制備肼/高嶺石插層復合物。按質量比1:1的高嶺石和尿素混合研磨1h后,經95℃處理48h可獲得插層率為89.4％的尿素/高嶺石插層復合物;而高嶺石與17mol/L

4、的肼溶液反應24h后可獲得插層率為98.4％的肼/高嶺石插層復合物。尿素/高嶺石插層復合物經不同溫度水洗和酸洗處理后,高嶺石晶粒厚度從約25nm減小到約8-10 m,同時可獲得不同含量的水合高嶺石,其中經90℃水洗5min后,可獲得含量為64％的d001=0.85nm水合高嶺石;而將肼/高嶺石插層復合物在60℃下熱處理2h,可獲得80％左右的d001=0.84nm水合高嶺石;水合高嶺石與乙二醇作用后,可全部轉變成乙二醇/高嶺石插層復合物