论文题目: 镁铝层状复合氢氧化物微晶的合成与应用基础研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 无机化学
作者: 苟国敬
导师: 马培华
关键词: 层状复合氢氧化物,微晶,共沉淀法,复合材料,阻燃性能
文献来源: 中国科学院研究生院（青海盐湖研究所 ）
发表年度: 2005
论文摘要: 粘土是存在于地球表面的最普通材料之一,粘土材料一般分阳离子型粘土和阴离子型粘土两大类。其中,阴离子型粘土为天然或人工合成的层状复合氢氧化物（LDH）,层间含有可交换的阴离子;在结构上可以看作含有水镁石型（氢氧化镁型）层板的层状化合物,层板由于三价阳离子对部分二价阳离子的取代而带有正电荷,层板间的水合阴离子对层板的正电性起到平衡作用。LDH阴离子粘土具有非常广泛的用途,现已进行过深入研究的主要应用领域包括:1)作催化剂或催化剂前驱体;2)作离子交换剂或吸附剂;3)应用于医药领域;4)作阻燃剂和PVC热稳定剂。 青藏高原丰富的氯化物型盐湖资源为氯离子柱撑水滑石（LDH-Cl）的合成提供了廉价的MgCl2·6H2O原料,对LDH-Cl的合成、性质及应用性能的基础研究对于盐湖资源的可持续开发利用有积极意义。本文中,我们对LDH-Cl主要作了以下几方面的研究工作: 1、为探讨合成条件对LDH-Cl的组成、结构和性能的影响,我们在不同的晶化方式和条件下制备了一系列LDH-Cl样品,用EDS,XRD,FTIR,TEM,TG-DTA,和BET-N2比表面积测定等手段进行了表征。研究结果显示,LDH-Cl粒子在不同的晶化方式下具有不同的晶体生长习性;LDH-Cl纳米微晶在不同的合成条件下表现了不同的结晶度水平。 2、根据氯离子型层状复合氢氧化物（LDH-Cl）制备过程中溶液浓度变化的监测结果和不同反应进程产物的结构表征,研究了合成LDH-Cl的共沉淀反应动力学特征及反应机理。结果表明,LDH-Cl的生成受控于多核层表面反应动力学机制:LDH的结构强度及LDH-Cl的层柱作用强度随反应进程逐步提高。 3、根据四硼酸根对氯型水滑石（LDH-Cl）前体插层组装时溶液浓度的变化和不同反应进程产物的EDS,IR,XRD,TEM和TG-DTA表征研究了四硼酸根插层组装的动力学特征。结果表明,氯离子的交换溶出符合Stumm模型,四硼酸根的插入受控于扩散过程模型;插层产物保留了前驱体的层状结构及微孔结构特征,
论文目录:
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英文摘要
第一章 层状复合氢氧化物的研究进展
引言
1．1 层状复合氢氧化物的组成、结构、性质、合成及应用
1．1．1 LDH的组成与结构
1．1．2 LDH的性质
1．1．3 LDH的合成
1．1．4 LDH的应用
1．2 层状复合氢氧化物的研究进展与LDH纳米材料的发展趋势
1．2．1 LDH的研究工作回顾
1．2．2 LDH的研究方法
1．2．3 LDH基础研究的发展方向
1．2．4 LDH纳米材料的发展趋势
1．3 本文的选题意义与研究方向
参考文献
第二章 氯离子柱撑复合氢氧化物纳米级微晶的制备及属性
2．1 实验部分
2．1．1 LDH-Cl的制备
2．1．2 LDH-Cl的结构、形貌及性质表征
2．1．3 LDH-Cl组成的化学分析
2．2 结果与讨论
2．2．1 LDH-Cl的组成变化规律
2．2．2 LDH-Cl的物相表征
2．2．3 LDH-Cl微晶的结构特征
2．2．4 LDH-Cl纳米微晶的形貌特征
2．2．5 LDH-Cl微晶的生长习性
2．2．6 LDH-Cl的热稳定性及比表面特征
2．3 结论
参考文献
第三章 氯离子柱撑水滑石共沉淀法合成反应动力学
3．1 实验部分
3．1．1 LDH-Cl前驱体的制备
3．1．2 沉淀反应动力学实验
3．1．3 固体样品的表征
3．2 结果与讨论
3．2．1 共沉淀反应中离子浓度的变化
3．2．2 固体样品的组成及结构随反应进程的变化
3．2．3 LDH-Cl的形成机理
3．3 结论
参考文献
第四章 四硼酸根阴离子对氯型水滑石前体插层组装的动力学研究
4．1 实验部分
4．1．1 仪器与实验原料
4．1．2 LDH-Cl前驱体的制备
4．1．3 离子交换动力学实验
4．1．4 溶液与固体样品组成的化学分析
4．2 结果与讨论
4．2．1 插层前后水滑石组成与结构的变化
4．2．2 反应溶液和插层产物的组成随反应进程的变化
4．2．3 插层产物的结构随反应进程的衍变
4．2．4 插层组装引起LDH的性质变化
参考文献
第五章 层间阴离子对LDH柱撑结构及性质的影响
5．1 实验部分
5．1．1 试剂与表征仪器
5．1．2 不同阴离子插层物LDH-An~(n-)的制备
5．2 结果与讨论
5．2．1 插层物组成及合成反应的动力学特征
5．2．2 不同无机阴离子插层物的结构特征
5．2．3 不同阴离子A~(n-)的层柱作用情况分析
5．2．4 A~(n-)离子类型对LDH-A~(n-)吸附性的影响
5．2．5 A~(n-)离子类型对LDH-A~(n-)热稳定性的影响
5．3 结论
参考文献
第六章 LDH纳米微晶的表面改性及其复合、阻燃性能研究
6．1 实验部分
6．1．1 主要试剂与仪器
6．1．2 LDH-A~(n-)纳米微晶的制备与表面改性
6．1．3 TPV-LDH复合材料的制备
6．2 结果与讨论
6．2．1 表面改性对LDH纳米微晶结构、形貌、及复合性能的影响
6．2．2 LDH纳米微晶对TPV的阻燃性能
6．3 结论
参考文献
结论
附录
攻读博士学位期间发表论文
致谢
发布时间: 2006-04-07
参考文献
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