论文题目: 蒙脱土的改性及其应用研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料学
作者: 叶玲
导师: 吴季怀
关键词: 蒙脱土,改性,固体酸,吸附,复合材料
文献来源: 华侨大学
发表年度: 2005
论文摘要: 蒙脱土是一种具有层状结构的硅铝酸盐粘土矿物,它贮量丰富、分布广、价格低廉。由于经过改性的蒙脱土可制成各种性能良好的功能材料,并已在环保、催化、医药等多领域发挥重要作用,因此对其进行深入的开发研究将获得更高的经济及社会效益。本文利用蒙脱土的片层状结构以及层间阳离子的可交换性,主要从以下三个方面改性蒙脱土,合成具有特殊性能的材料,并研究了改性方法、条件等对材料的组成、结构及其性能影响。首先,用不同金属离子通过阳离子交换引入蒙脱土层间,调控层间域,提高表面性质,尤其是表面酸性,合成固体酸材料。结果表明,带正电荷数较多的金属离子进入层间后,蒙脱土表面酸性有较大的提高;由于蒙脱土的阳离子交换容量极其有限,因而所用的金属离子浓度不可过大;固体酸的热稳定性与蒙脱土的结构水的稳定性有关。其次,先用不同金属离子通过水解制成半径较大的聚合羟基离子,再引入蒙脱土层间,合成具有较大表面积及较大孔隙的吸附材料,并用红色染料模拟大分子污染废水,探讨其吸附性能。研究表明,蒙脱土经聚合羟基离子改性后,显著增加了较大孔隙的容积;改性蒙脱土的层间距越大、001衍射峰强度越强,其吸附性越好;用改性蒙脱土吸附大分子红色染料,脱色率可达97%以上,且用量少、时间短。第三,在微乳液体系中先把苯乙烯单体引入蒙脱土层间,再引发聚合反应,并利用聚合时放出的热量使蒙脱土片层间距增大,甚至剥离成纳米级的片层,合成聚合物/蒙脱土复合材料。研究表明,蒙脱土的改性效果与土的加入量及溶液的酸碱性等有关。一般情况下,蒙脱土量加得较少时,有利于苯乙烯的聚合,使片层剥离;中性溶液比酸性或碱性溶液更有利于蒙脱土的剥离。聚苯乙烯/蒙脱土复合材料与纯聚苯乙烯相比微观形态更细小、均匀,力学性能更好。
论文目录:
摘要(中文)
摘要(英文)
第一章 绪论
1.1 蒙脱土的晶体结构
1.2 蒙脱土的基本性能
1.2.1 蒙脱土的物理性质
1.2.2 蒙脱土的化学性质
1.3 蒙脱土改性的国内外研究进展
1.4 本研究的内容及目标
第二章 蒙脱土固体酸的研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.3 结果与讨论
2.3.1 各种金属离子负载对蒙脱土层间结构的影响
2.3.2 各种金属离子负载对蒙脱土表面酸性的影响
2.3.3 离子浓度对蒙脱土层间结构及表面酸性的影响
2.3.4 金属离子负载量对蒙脱土表面酸性的影响
2.3.5 pH 值对蒙脱土表面酸性的影响
2.3.6 热处理温度对蒙脱土表面酸性的影响
2.3.7 催化性能
2.4 小结
第三章 蒙脱土染料废水吸附材料的研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.3 结果与讨论
3.3.1 聚合羟基铝改性蒙脱土的层间结构及吸附性
3.3.2 聚合羟基金属离子复合取代剂改性蒙脱土
3.3.3 改性蒙脱土的表面酸性
3.3.4 对红色染料的脱色性能
3.3.5 钛聚合体改性蒙脱土
3.3.6 聚合铁改性蒙脱土
3.4 小结
第四章 聚苯乙烯/蒙脱土复合材料制备及性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.3 结果与讨论
4.3.1 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰蒙脱土
4.3.2 硅烷偶联剂修饰蒙脱土
4.3.3 改性蒙脱土的红外光谱分析
4.3.4 聚苯乙烯/蒙脱土复合材料的制备
4.3.5 聚苯乙烯/蒙脱土复合材料的表征
4.3.6 聚苯乙烯/蒙脱土复合材料的组成及结构分析
4.3.7 苯乙烯/蒙脱土复合材料的力学性能
4.3.8 聚苯乙烯/蒙脱土复合材料合成的机理及其热力学过程
4.3.9 聚合物/粘土复合材料的应用前景展望
4.4 小结
第五章 总结
参考文献
致谢
附录
发布时间: 2006-11-29
参考文献
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