论文摘要
高岭石是一种常见的工业原料,被广泛应用于造纸、陶瓷、橡胶、塑料、涂料、医药等领域。近些年来,利用高岭石插层技术制备性能优异的有机-无机纳米杂化材料,在很多新领域存在巨大的应用前景,己引起人们越来越大的关注。但由于高岭石层间存在较强的氢键作用,只有少数极性较强的有机小分子才能直接插层进入高岭石层间,而大多高岭石有机插层复合物需要通过置换插层法才能获得。因此,寻找一种高效、适用性更广的高岭石插层前躯体则显得尤为重要。水合高岭石是一种新的环保型插层前躯体,但目前常见的水合高岭石大多需要三步置换法才能得到,这大大限制了其应用价值。而利用直接插层的高岭石复合物制备水合高岭石,则可以大大简化制备工艺,促进这种新型插层前躯体的应用。此外,高岭石晶粒大小是一项重要的质量评价标准,高岭石有机插层复合物也常被应用于剥离高岭石,其中接近单片层结构的高岭石纳米薄片在聚合物纳米复合材料等领域具有很大的应用价值。本文在查阅大量文献的基础上,全面综述了国内外关于高岭石有机插层复合物的研究状况,并总结了水合高岭石的制备和高岭石的剥离方法。本文则主要以尿素/高岭石插层复合物和肼/高岭石插层复合物为中间相,对水合高岭石的形成和高岭石的剥离进行了研究,具体研究的内容和结论如下本文通过研磨后续热处理法制备尿素/高岭石插层复合物,以及通过液相插层法制备肼/高岭石插层复合物。按质量比1：1的高岭石和尿素混合研磨1 h后,经95℃处理48 h可获得插层率为89.4%的尿素/高岭石插层复合物；而高岭石与17 mol/L的肼溶液反应24 h后可获得插层率为98.4%的肼/高岭石插层复合物。尿素/高岭石插层复合物经不同温度水洗和酸洗处理后,高岭石晶粒厚度从约25nm减小到约8-10nm,同时可获得不同含量的水合高岭石,其中经90℃水洗5 min后,可获得含量为64%的d001=0.85 nm水合高岭石；而将肼/高岭石插层复合物在60℃下热处理2 h,可获得80%左右的d001=0.84 nm水合高岭石；水合高岭石与乙二醇作用后,可全部转变成乙二醇/高岭石插层复合物,说明水合高岭石可以作为一种新的环境友好型插层前躯体。将肼/高岭石复合物与双氧水作用进行剥离处理,再加入活性剂并静置一段时间,可以获得大小为100nm-200nm、厚度接近单片层结构的高岭石纳米薄片和纳米管。
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摘要Abstract目录第一章 绪论第二章 文献综述2.1 高岭石的结构、性质与应用2.1.1 高岭石的结构和性质2.1.2 高岭石的在传统和新行业中的应用2.2 高岭石有机插层复合物的研究进展与趋势2.2.1 高岭石有机插层复合物的发展历程2.2.2 高岭石有机插层复合物的制备2.2.3 高岭石有机插层复合物的应用2.2.4 高岭石有机插层复合物的研究重点和趋势2.3 水合高岭石的制备与意义2.4 高岭石的剥离2.4.1 高岭石物理剥离2.4.2 高岭石化学剥离2.5 本课题的研究意义和内容第三章 实验部分3.1 实验原料与设备3.1.1 实验原料3.1.2 实验设备3.2 实验方法3.2.1 尿素和肼插层高岭石复合物的制备方法3.2.2 水合高岭石的制备方法3.2.3 高岭石纳米薄片的制备方法3.3 样品的测试与表征3.3.1 X射线衍射（xRD）3.3.2 傅立叶变换红外光谱（FTIR）3.3.3 热分析（TG-DTA）3.3.4 扫描电子显微镜（SEM）3.3.5 透射电子显微镜（TEM）第四章 尿素和肼插层高岭石复合物的研究4.1 前言4.2 尿素/高岭石插层复合物的研究4.2.1 尿素/高岭石插层复合物的制备与表征4.2.2 尿素插层反应的影响因素研究4.2.3 尿素/高岭石插层复合物的稳定性表现4.3 肼/高岭石插层复合物的研究4.3.1 肼/高岭石插层复合物的制备与表征4.3.2 肼插层反应的影响因素研究4.3.3 肼/高岭石插层复合物的稳定性表现4.3.4 肼/高岭石插层复合物的剥片研究4.4 本章小结第五章 尿素/高岭石插层复合物前躯体制备水合高岭石的形成研究5.1 前言5.2 水合高岭石的制备与表征5.3 水合高岭石的形成过程与机理分析5.3.1 温度对水合高岭石形成的影响5.3.2 时间对水合高岭石形成的影响5.3.3 水合高岭石的形成机理分析5.4 水合高岭石前躯体制备乙二醇/高岭石插层复合物5.5 本章总结第六章 肼/高岭石插层复合物前躯体制备水合高岭石的形成研究6.1 前言6.2 水合高岭石的制备与表征6.3 水合高岭石的形成过程与机理分析6.4 水合高岭石前躯体制备乙二醇/高岭石插层复合物6.5 本章小结第七章 结论与展望7.1 全文研究总结7.2 存在的问题与展望参考文献致谢个人简历攻读学位期间发表的学术论文及专利
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