氨水及铵类沉淀剂合成层状功能材料的研究

论文摘要

共沉淀法是合成LDHs的常用方法,一般均采用氢氧化钠和碳酸钠作为沉淀剂。近年来陆续报道了以氨水、碳酸铵、碳酸氢铵为沉淀剂合成LDHs的研究,但对原料配比、反应体系、反应条件等因素缺乏系统,仅停留在实验室阶段,不能满足工业生产需求。为了实现以氨水及铵类作为沉淀剂进行LDHs工业化生产的目的,本文以氨水、碳酸铵、碳酸氢铵或由它们组成的复合体系作为沉淀剂合成了不同组成的MgAl-LDHs,系统考察了反应体系选择、沉淀剂用量、复合沉淀剂组成、晶化条件等因素对产物结构及性能的影响,得到了系列制备规律。通过调变沉淀剂种类及用量、复合沉淀剂组成、层板组成和离子环境等因素,制备得到了不同种类的MgAl-LDHs。结果表明,以氨水或碳酸氢铵作为沉淀剂时产物为MgAl-NO3-LDHs,以碳酸铵作为沉淀剂时产物为MgAl-CO3-LDHs,并且当原料阴离子为Cl-时,采用适当条件可以得到MgAl-Cl-LDHs。此外,考察了复合沉淀剂中各组分比例对合成产物种类的影响,发现氨水比例增大,碳酸铵比例减小,有利于合成MgAl-NO3-LDHs,反之,有利于得到MgAl-CO3-LDHs。本文还通过调变晶化体系、晶化温度、晶化时间等因素实现了对MgAl-LDHs产物晶体结构及性能的控制。结果表明,随着晶化时间的延长和晶化温度的升高,LDHs产物晶型趋于完整,并且机械搅拌有利于得到晶型完整、粒径小且分布均匀的LDHs产物。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 共沉淀法合成层状功能材料
• 1.2.1 共沉淀法简介
• 1.2.2 共沉淀法常用的沉淀剂
• 1.2.3 共沉淀法的分类
• 1.2.4 共沉淀法合成MgAl-LDHs的一般过程
• 1.2.5 其他制备方法简介
• 1.3 阴离子型层状功能材料的表征方法
• 1.3.1 XRD
• 1.3.2 IR
• 1.3.3 SEM和TEM
• 1.3.4 DTA和TG
• 1.4 阴离子型层状功能材料的应用
• 1.4.1 LDHs在催化方面的应用
• 1.4.2 LDHs在塑料助剂方面的应用
• 1.4.3 LDHs在生物医药方面的应用
• 1.4.4 LDHs在其他方面的应用
• 1.5 论文的研究目的、意义和主要内容
• 1.5.1 论文的研究目的和意义
• 1.5.2 论文的主要内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料及仪器
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 样品合成
• 2.2.1 单一沉淀剂合成层状功能材料
• 2.2.2 复合沉淀剂合成层状功能材料
• 2.3 分析与表征方法
• 2.3.1 晶体结构表征
• 2.3.2 红外光谱表征
• 2.3.3 粒径和粒度分析
• 2.3.4 形貌分析
• 第三章 单一沉淀剂合成层状功能材料的研究
• 3.1 以氨水为沉淀剂合成层状功能材料的研究
• 3.1.1 晶化体系对合成层状功能材料的影响
• 3.1.2 氨水用量对合成层状功能材料的影响
• 3.1.3 晶化时间对合成层状功能材料的影响
• 3.1.4 晶化温度对合成层状功能材料的影响
• 3.1.5 层板组成对合成层状功能材料的影响
• 3.1.6 离子环境对合成层状功能材料的影响
• 3.2 以碳酸铵为沉淀剂合成层状功能材料
• 3.2.1 晶化体系对合成层状功能材料的影响
• 3.2.2 碳酸铵用量对合成层状功能材料的影响
• 3.2.3 晶化时间对合成层状功能材料的影响
• 3.2.4 层板组成对合成层状功能材料的影响
• 3.3 以碳酸氢铵为沉淀剂合成层状功能材料
• 3.3.1 晶化体系对合成层状功能材料的影响
• 3.3.2 碳酸氢铵用量对合成层状功能材料的影响
• 3.3.3 晶化时间对合成层状功能材料的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 复合沉淀剂合成层状功能材料的研究
• 4.1 以氨水和碳酸铵为混合沉淀剂合成层状功能材料的研究
• 4.1.1 沉淀剂配比对合成层状功能材料的影响
• 4.1.2 晶化时间对合成层状功能材料的影响
• 4.1.3 离子环境对合成层状功能材料的影响
• 4.2 以氨水和碳酸氢铵为混合沉淀剂合成层状功能材料的研究
• 4.2.1 沉淀剂配比对合成层状功能材料的影响
• 4.2.2 晶化时间对合成层状功能材料的影响
• 4.2.3 层板组成对合成层状功能材料的影响
• 4.2.4 离子环境对合成层状功能材料的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 第六章 本论文创新点
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书