聚合物/蒙脱石纳米复合材料的研究进展

本文在简述了蒙脱石的结构特征和表面有机修饰的基础上，讨论了聚合物／蒙脱石纳米复合材料的结构类型和制备方法，并重点介绍了该类材料的发展现状及技术发展趋势。     

蒙脱石纳米复合材料基质制备研究

简要介绍了湖南某地钙基膨润土矿的矿石物质组成及性质 ,通过试验研究 ,提出了湿法分级提纯工艺流程 ,获得了蒙脱石含量 >90 %的膨润土精矿 ,为制备无机纳米复合材料提供了高性能的基质材料。     

蒙脱石/尼龙6纳米复合材料制备影响因素研究

蒙脱石/尼龙6纳米复合材料的性能,受制备时所用蒙脱石原料、改性剂类型、复合工艺的影响较大,本文就此进行了讨论和评述。     

BiOCl/TiO2/蒙脱石复合材料对模拟刚果红废水的光催化降解研究

为了解决TiO₂易团聚、带隙宽的问题,提高其对刚果红（CR）的光催化降解率,采用水解法和溶胶-凝胶法制备出BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料（BCTM）,以刚果红染料为目标降解物,进行了光催化试验,研究了溶胶pH、蒙脱石悬浮液质量浓度、焙烧温度、焙烧时间和Bi/Ti摩尔比对复合材料光催化活性的影响,并利用X射线衍射仪（XRD）和紫外可见漫反射仪（UV-Vis DRS）对其进行了表征。结果表明,在溶胶pH为4、蒙脱石悬浮液质量浓度为1%、焙烧温度为600℃、焙烧时间为2 h、Bi/Ti摩尔比为20%的条件下,制备的BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料具有较高的光催化活性,刚果红的去除率达到了94.04%。复合材料TiO₂以锐钛矿晶相形式存在。添加蒙脱石和BiOCl都会抑制TiO₂晶体的生长。BiOCl/TiO₂之间形成异质结使得禁带宽度从2.89 eV降低至2.61 eV,增强了复合材料对光的吸收能力。      

超强吸水性蒙脱石/聚丙烯酸纳复合材料的研制

以蒙脱石和丙烯酸为原料,采用溶液聚合法合成了超强吸水性蒙脱石/聚丙烯酸钠复合材料,并讨论了蒙脱石添加量、中和度、交联剂用量、引发剂用量对其吸水性能的影响.结果表明,当蒙脱石添加量为30%,单体的中和度为70%,交联剂用量为0.10%6,引发剂用量为0.15%,可获得满意的结果,吸0.9%NaCl盐水倍率为55g/g,自来水为220g/g,蒸馏水为420g/g.     

聚丙烯/蒙脱石纳米复合材料的性能及显微结构

采用十六烷基三甲基溴化胺对蒙脱石进行改性,并将其嵌入到蒙脱石的片层中,再与聚丙烯熔融插层制备聚丙烯/蒙脱石纳米复合材料。讨论了纳米复合材料的力学性能与改性蒙脱石加入量之间的关系,通过扫描电子显微镜及X射线研究复合材料的结构特性。结果表明,复合材料的冲击强度大大提高,冲击断口显示出较强的韧性断裂的特征。复合材料的类型为插层-剥离型。     

聚丙烯/蒙脱石纳米复合材料的制备

用有机改性剂对蒙脱石进行改性后，以改性蒙脱石和聚丙烯为原料，采用熔融插层法制备聚丙烯／蒙脱石纳米复合材料。研究了改性剂种类和用量对蒙脱石有机改性效果的影响，考察了所制备纳米复合材料的力学性能与改性蒙脱石加入量之间的关系。结果表明：十六烷基三甲基溴化铵对蒙脱石的改性效果较好，其用茸为蒙脱石质鼍的20％时，蒙脱石的d（001）值由1．236nm增大到1．955nm；复合材料中改性蒙脱石的适寅质量分数为3％，在此条件下，复合材料的各种力学性能均比纯聚丙烯明显提高，其中抗弯强度提高15．46％。     

蒙脱石/尼龙6纳米复合材料制备及性能研究

介绍了熔体挤出法蒙脱石／尼龙6纳米复合材料制备、性能、影响因素及应用前景。将自制的改性蒙脱石同尼龙6、稳定剂、硬脂酸等混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出造粒，制造的蒙脱石／尼龙6纳米复合材料拉伸强度84.41MPa、抗弯强度115.40MPa、热变形温度（0.45MPa)189℃。     

聚乙烯醇/蒙脱石纳米复合材料的制备及性能

首先对新疆某天然膨润土原矿进行钠化、提纯,制备钠基蒙脱石(NaMMT),并将聚乙烯醇(PVA)大分子链成功地插层于NaMMT片层之间,研究了NaMMT填充量对PVA/蒙脱石纳米复合材料结构与性能影响的规律。XRD分析结果表明,PVA/蒙脱石纳米复合材料中蒙脱石的d001衍射峰完全消失,说明蒙脱石片层以剥离状态分散在PVA基体中。结合其力学性能的测试结果分析,NaMMT填充量质量分数为7.5%时PVA/蒙脱石纳米复合材料的综合力学性能最佳。此外,剥离后的蒙脱石片层会引起PVA/蒙脱石纳米复合材料的透光率出现一定程度下降。     

聚乙烯醇/蒙脱石纳米复合材料的多尺度模拟

采用分子动力学(MD)和耗散粒子动力学(DPD)方法对聚乙烯醇(PVA)/蒙脱石(MMT)纳米复合材料进行多尺度模拟,通过一定的映射规则由MD模拟所得含不同聚合度(DP)的PVA复杂体系界面结合能数据计算DPD模拟所需相互排斥作用参数。并对相同组成下的水溶剂化PVA/MMT纳米复合材料分别进行NPT系综MD模拟和介观DPD模拟,发现不同尺度模拟方法所得最终平衡构象分布规律一致。     

石棉尾矿渣负载TiO2处理含酚废水的影响因素研究

以煅烧蛇纹石石棉尾矿酸浸渣负载TiO2制备了一种光催化材料,研究了催化材料用量、废水初始浓度、紫外光照射时间、废水pH值对煅烧石棉尾矿酸浸渣负载TiO2处理含废水的影响情况,并探讨了光催化氧化机理.结果表明:一定条件下,催化材料能有效处理含苯酚废水;双氧水的加入有利于光催化降解反应的进行;苯酚的降解是催化材料吸收紫外光产生大量氧化性自由基氧化分解的结果.     

蛋白土/纳米二氧化钛复合材料的制备与应用研究

用酸处理方法对煅烧后的蛋白土进行提纯后采用湿式研磨法在其表面包覆纳米TiO2,通过单因素法确定最佳复合条件.实验结果表明,纳米TiO2/蛋白土复合粉体材料的最佳制备工艺条件为:研磨时间15min,分散剂用量为0.3%,TiO2加入量10%,液固比4:1.湿式研磨法制备的蛋白土/纳米二氧化钛复合材料8h内对甲醛的去除率达到71.2%.     

二氧化钛/海泡石复合材料制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备负载型二氧化钛/海泡石光催化材料,并得到二氧化钛/海泡石的配比、反应时间、熔融灼烧温度等最佳制备条件。采用XRD和SEM等手段,对该材料进行了表征,证实TiO2呈高度分散状态,并已渗入海泡石表面及孔内。在模拟染料废水处理中,对复合材料的光催化降解性能进行了研究。结果发现,复合材料具有很高的光催化效率,对染料士林大红的降解率达87%。     

纳米二氧化钛制备技术的发展(续)

总结归纳了各种制备方法所具有的特点，分析研究了非金属矿物的特性和环境效应。在比较分析的基础上，提出了采用微波法制备非金属矿物——纳米二氧化钛复合材料的方法，获得功能性纳米二氧化钛。     

纳米二氧化钛制备技术的发展

总结归纳了二氧化钛的各种制备方法所具有的特点，分析研究了非金属矿物的特性和环境效应。在比较分析的基础上，提出了采用微波法制备非金属矿物纳米二氧化钛复合材料的方法，获得功能性纳米二氧化钛。     

微波热液法制备光催化TiO2功能材料

采用微波加热法，研究了钛配离子热分解水解反应的规律。结果表明，水解产物在大气气氛和300℃下煅烧2h，所得产物为锐钛型TiO2粉末。在紫外线照射下，乙酸经Ti02光催化反应12h后，残余量小于初始量的20％。     

以四氯化钛为插层剂制备插钛膨胀石墨的实验研究

以高锰酸钾为氧化刺,硫酸、四氯化钛作插层剂,制备了插钛膨胀石墨.分别以石墨膨胀容积和插钛膨胀石墨对酸性桃红的脱色率为优化目标,通过正交实验确定了高锰酸钾、硫酸、四氯化钛与原料石墨的最佳配比以及反应温度;对各种形式的石墨进行了XRD表征.实验确定以膨胀容积为目标制备插钛膨胀石墨的适宜反应条件为:石墨:KMnO4:H2SO4(75%):TiCl4=1:0.5:3.0:0.35,反应温度45℃,反应时间60min,膨胀石墨的膨胀容积为410mL/g;以脱色率为考察目标制备插钛膨胀石墨适宜条件为:质量比石墨:KMnO4:H2SO4(75%):TiCl4=1:0.5:4.0:0.4,反应温度为45℃,反应时间60min,浓度为100mg/L酸性桃红12h脱色率为56.5%.XRD证实了石墨层间化合物的生成,可膨胀石墨中钛以Ti(SO4)2以及锐钛型TiO2形式存在,膨胀石墨中以钛氧化物形式存在.热重-质谱联用(TG-MS)分析证实了可膨胀石墨膨胀过程中SO2的产生.     

C-TiO2光催化还原CO2的实验研究

采用浸渍-焙烧法制备了C掺杂TiO2纳米粉体,并对所制备的光催化剂进行了表征.结果表明,C取代了TiO2晶格中的Ti原子,形成了Ti-O-C的结构;掺杂C后,晶型未发生变化,电荷分离效率提高,TiO2的吸收边发生红移.碳掺杂TiO2降低了TiO2的禁带宽度,拓展了可见光吸收区域.在模拟日光灯照射下,选取可见光吸收最好的催化剂C-TiO2-3/1-600进行了光催化还原CO2制取甲酸的研究,光照6h,甲酸产量达到2633.98μmol/g-Cat.     

硫酸氧钛水解法制备重晶石/二氧化钛复合粉

以重晶石微粉(化学成分BaSO₄)为基体,以硫酸氧钛为钛源,采用水解法制备重晶石/二氧化钛复合颜料粉体。结果表明：所制备的前驱体随着煅烧温度的提高,包覆层外层的二氧化钛由锐钛矿型向金红石型转化,硫酸钡中的SO₄²⁻对其接触的锐钛矿型二氧化钛向金红石型二氧化钛转化具有抑制作用;复合粉形成核壳结构,二氧化钛理论含量占复合粉质量为50%的重晶石/二氧化钛复合粉样品的蓝光白度达到94.70%,遮盖力为18.65 g/m²,吸油值为39.59 g/100 g,具有较好的颜料性能。