浅谈水滑石类化合物催化性能

近年来有机合成反应中水滑石类化合物作为新型催化剂发展迅速。本文介绍了水滑石类化合物的结构、性能及用途,重点介绍其催化性能。     

硝酸盐溶液浓度对镁铝水滑石结构记忆效应的影响

用共沉淀法制备了镁铝水滑石,并进行XRD、N₂吸附-脱附、TG-DTA和FT-IR等表征。结果表明,制备的镁铝水滑石呈六方晶型,比表面积为121 m²·g^-1。研究了硝酸盐溶液浓度对水滑石结构记忆性的影响,发现400 ℃焙烧5 h的镁铝水滑石在硝酸铜和硝酸铁溶液中浸泡可以恢复水滑石结构,溶液浓度越低越容易恢复,同时NO₃^-插入水滑石的层间可以形成一种新型应用功能材料。     

水滑石的特性、应用及表征

水滑石（LDHs）由金属离子与六个羟基构成的八面体共边组成,是一类具有双羟基层状结构的新型无机材料。其八面体层状结构中部分M2＋被M3＋同晶取代而使层板带正电荷,层间充填的阴离子起平衡电荷作用。此结构决定了水滑石可广泛的应用于吸附、离子交换、合成材料、日用化工、催化、超导以及环境保护等方面。本文对纳米水滑石的特性、应用及表征做一综述,为实现纳米水滑石的产业化低成本生产及应用奠定基础。     

聚氨酯/水滑石复合材料的制备及性能研究

以水滑石(LDH)和聚氨酯(PU)为原料,采用溶液流延法成膜,制备了一系列不同LDH含量的复合材料;借助广角X射线衍射和扫描电镜对PU/LDH复合材料的结构和形貌进行了表征,并对其热稳定性能和力学性能进行了测试。结果表明:LDH在PU基体中以插层结构为主,PU大分子链部分插入LDH层间;适量的LDH粒子能够均匀分散在PU基体中;LDH对PU材料的热分解无阻隔作用;适量的LDH粒子能有效提高PU材料的拉伸强度和断裂伸长率,当PU/LDH复合材料中LDH的质量分数为5%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大,分别为15.9 MPa和443.8%。     

聚乙烯/水滑石保温复合薄膜的制备及性能研究

采用国内外3种不同的水滑石(LDH)(国产A、B和进口C)分别与聚乙烯(PE)进行熔融共混,通过挤出吹塑工艺制备了PE/LDH复合薄膜.利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、拉伸强度、差示扫描量热等测试对比分析了3种LDH对复合薄膜结构和性能的影响.结果表明,LDH含量为8％(质量分数,下同)时,复合薄膜在1428....     

镍含量对NiCoPrLa类水滑石及衍生复合氧化物的催化性能影响

用共沉淀法制备了镍含量不同的NiCoPrLa类水滑石,用FT-IR、SEM、TPD等对NiCoPrLa类水滑石及衍生复合氧化物的结构、表面形貌和催化性能进行表征。结果表明,随着Ni2+含量增大,3-6Ni/NCL-HT样品显示了较好的乙醇解离吸附性能。在Co3+含量不变的条件下,Ni2+含量增大,NiCoPrLa类水滑石衍生复合氧化物抗积碳能力逐渐下降。     

镁铝水滑石结构记忆性及其应用研究

用共沉淀法合成了镁铝水滑石,对其结构记忆性进行了研究,并将这一特性应用于乙醇-水体系中水的脱除。结果表明,水滑石在400-700℃焙烧形成的复合氧化物LDO能在水中重新恢复原来的层状结构,当焙烧温度升高到800℃时,镁铝水滑石结构记忆性消失。经过2次重复焙烧一水合后,LDO重构时结合水的能力几乎不再发生变化。将镁铝水滑石的结构记忆性应用于乙醇溶液脱水,发现在w（H2O）=12％的乙醇溶液中,焙烧后的LDO能重新恢复层状结构,此时LDO对乙醇溶液的脱水效率为36．1％,比5A分子筛高4．3％。在w（H2O）=7％的乙醇溶液中,LDO没有发生重新水合,此时LDO对乙醇溶液的脱水效果与5A分子筛相当,脱水效率为23．5％。     

水滑石的制备及应用进展

综述了聚氯乙烯(PVC)用水滑石类化合物(LDHs)热稳定剂的特性及应用现状,主要介绍了LDHs的制备方法、作用机理及研究进展。最后,对其发展方向进行了展望。     

镁铝水滑石的制备与性能研究

采用盐碱共沉淀法制备镁铝水滑石,采用XRD、FT-IR和粒度分析等手段对合成样品进行分析和表征,利用静态热老化法和静态热稳定性实验研究了镁铝水滑石稳定剂在聚氯乙烯（PVC）中的热老化性能和热稳定性 能。实验结果表明：镁铝水滑石是良好的PVC热稳定剂和热老化剂,热稳定剂实验的最佳配方比为m（PVC）∶m（硬脂酸）∶m（镁铝水滑石）= 100∶2∶1.2;热老化实验的最佳配方为m（PVC）∶m［邻苯二甲酸二辛酯（DOP）］∶m（硬脂酸）∶ m（镁铝水滑石）=100∶70∶2∶2。     

α/γ-氧化铝对合成镁铝水滑石结构性能的影响

为了解α-氧化铝和γ-氧化铝合成镁铝水滑石（LDH）结构性能的差异,以α-氧化铝和γ-氧化铝为原料采用水热法合成了镁铝水滑石α-LDH-2.0和γ-LDH-2.0。通过扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TG-DTG）等对α-LDH-2.0和γ-LDH-2.0进行了检测,并将α-LDH-2.0和γ-LDH-2.0用于吸附刚果红的实验。结果表明：γ-氧化铝合成的γ-LDH-2.0板层更无序、结晶度较高,吸附实验中γ-LDH-2.0对刚果红的吸附效果强于α-LDH-2.0,并且适应更广的溶液pH范围,说明使用不同晶型的氧化铝可以调控镁铝水滑石的形貌结构使其高效吸附刚果红。当刚果红质量浓度为100 mg/L、镁铝水滑石添加量为20 mg时,α-LDH-2.0和γ-LDH-2.0对刚果红的吸附量较大,酸性条件更有利于α-LDH-2.0和γ-LDH-2.0对刚果红的吸附,α-LDH-2.0和γ-LDH-2.0去除刚果红的吸附动力学更符合拟二级动力学方程,等温吸附过程符合Langmuir模型。     

镁铝水滑石和镁铝铈水滑石的表面改性研究

将硬脂酸钠对LDHs表面进行湿法改性,探索了各改性条件对改性效果的影响。实验表明,当控制硬脂酸钠的改性时间为120rain,改性温度为80℃,改性剂的用量为水滑石质量的6％时,水滑石活化度最大,即改性效果最好。采用XRD、FT—IR等对改性前后的LDHs进行表征。结果表明,硬脂酸钠能与水滑石发生吸附作用,但水滑石的层状结构没有被破坏,层间距也不发生变化,证明硬脂酸钠仅改性水滑石表面,而没有插入到水滑石层间。     

偶联剂对线性低密度聚乙烯/水滑石体系力学和流变性能影响

采用钛酸酯偶联剂NDZ-201、硅烷偶联剂KH-570、硬脂酸和硬脂酸-稀土偶联剂,对水滑石(LDHs)进行表面改性处理,通过X射线衍射和红外光谱表征了改性前后LDHs的结构变化;并研究了不同种类偶联剂及其含量对LDHs填充LLDPE复合体系的力学性能和流变性能的影响.结果表明:4种偶联剂均可以实现LDHs表面改性,并且不会改变LDHs层状结构;改性后LLDPE/LDHs复合材料的断裂伸长率和流变性能得到提高;其中用4%硬脂酸改性LDHs时,LLDPE/LDHs复合材料的断裂伸长率为160%,平衡扭矩为8 N·m.     

聚丙烯腈/水滑石插层共混体系的结构和性能研究

采用原位聚合法,以过氧化二苯甲酰为引发剂,在形成水滑石的同时单体丙烯腈进入其层间并发生聚合反应,制备出聚丙烯腈/水滑石插层复合材料.用红外光谱、扫描电镜和X射线衍射对这种插层复合材料的结构进行了分析和表征,并对其燃烧性能和热性能进行了初步研究.结果表明:在水滑石片层之间通过原位聚合的方法生成了聚丙烯腈大分子,使水滑石层间距有一定程度的增大.聚丙烯腈/水滑石共混复合物的阻燃性能有一定提高,其极限氧指数(LOI)从18%提高到了21%;耐热性能得到一定程度改善.     

磷钨酸插层锌钛水滑石的制备及催化脂肪酸甲酯环氧化反应

采用离子交换法制备了一系列磷钨酸根插层Zn-Ti水滑石,利用XRD、FTIR、SEM对所制催化剂进行了表征。结果表明,磷钨酸根插层锌钛水滑石后仍保持原有的骨架结构。用制备的类水滑石催化脂肪酸甲酯环氧化反应,考察了所制催化剂的催化性能。当n(过氧化氢)∶n(原料双键)=1.5∶1,催化剂用量为脂肪酸甲酯质量的7.0%,在70℃下反应7 h时,脂肪酸甲酯转化率可达90.6%,环氧化产物选择性可达86.0%,优于Zn-Ti水滑石,其对脂肪酸甲酯环氧化反应显示出较高的催化活性。插层水滑石重复使用5次后,催化性能仍较稳定。     

镍含量对NiCoPrLa类水滑石结构及衍生复合氧化物的还原性能影响

用共沉淀法制备了镍含量不同的NiCoPrLa类水滑石,用XRD、TG和TPR对NiCoPrLa类水滑石及其衍生复合氧化物的结构、热稳定性和还原性能进行了表征。结果表明,Ni/Pr比增加,类水滑石的结晶度会随之增加,但其热稳定性随之下降;Ni2+含量增大,NiCoPrLa类水滑石样品的还原性较好,还原峰面积增大。     

水滑石的表面改性研究

采用阴离子表面活性剂硬脂酸钠对水滑石进行表面改性,研究了温度、时间和改性剂用量等各种因素对水滑石改性效果的影响。并用红外和X衍射等仪器对改性前后的水滑石进行了表征。用活化指数表征的水滑石的表面处理效果非常理想,为新型阻燃剂水滑石在工业方面的应用奠定了良好的基础。     

镁铝钡三元水滑石的制备及吸附性能

以Al(NO_3)_3·9H_2O、Mg(NO_3)_2·6H_2O、Ba(NO_3)_2为原料,用共沉淀法制备了Mg/Al/Ba-三元水滑石,经过傅里叶红外光谱和比表面及孔径分析法进行表征。考察了该水滑石对重金属铬离子(Ⅲ)的吸附行为及干扰离子影响,优化了浓度、时间、温度、酸度(pH)等因素对Mg/Al/Ba-三元水滑石吸附性能的影响。结果表明,在最佳浓度13mg/mL、时间150min、温度30℃、pH=6时吸附容量最大达到400mg/g。     

锌铝水滑石的控制合成及吸附性能研究

采用简单的水热法和均匀共沉淀法合成了不同形貌的锌铝水滑石（Zn Al-LDHs）,通过XRD、SEM、N2吸附等对合成的试样进行了表征;研究了甲基橙在Zn Al-LDHs上的吸附性能,考察了酸碱度和温度等对其吸附性能的影响。结果表明：采用水热法,添加乙二醇可合成出海胆状Zn Al-LDHs,添加乙醇可合成出花状Zn Al-LDHs;采用均匀共沉淀法可合成出片状Zn Al-LDHs。其中海胆状Zn Al-LDHs的比表面积最高,达147.3 m2/g,对甲基橙具有优异的吸附性能。在25℃,初始p H=3的条件下,0.2 g/L海胆状Zn Al-LDHs对100 mg/L甲基橙的吸附容量和去除率分别达368 mg/g和73.65%,其吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级速率方程和Langmuir方程。     

镁铝水滑石的结构调控以及对甲基橙阴离子染料的吸附性能

通过共沉淀法制备了镁铝水滑石(MgAl-LDH)吸附剂,以甲基橙(MO)阴离子染料模拟废水作为吸附对象,研究了合成条件、吸附条件对MgAl-LDH微观结构和吸附性能的影响.此外,通过研究吸附动力学、等温吸附效应以及水滑石吸附前后结构变化,确定了MgAl-LDH对MO的吸附机制.结果表明:当层间阴离子为Cl-,n(Mg2...