王林江[1]2002年在《高岭石有机插层反应及Sialon材料原位合成》文中研究表明插层反应是常规条件下制备有机-无机纳米复合材料的有效方法之一。高岭石是重要的插层反应主体。高岭石有机插层反应对于探测高岭石内部微结构特征、了解环境中有机物与矿物的作用机制具有重要意义。高岭石有机插层复合物既具有粘土矿物特有的吸附性、分散性、流变性、多孔性和表面酸性，又具有机化合物的多变功能团和反应活性，作为新型矿物材料，在催化剂、功能载体、吸附剂、先进陶瓷材料等方面具有广阔的应用前景。本文以甲酰胺为前驱剂、丙烯酰胺为取代剂，采用插层-取代-原位聚合的方法制备高岭石有机插层复合物，用X射线衍射、~1H MAS NMR、Raman、IR等技术研究了插层复合物结构特征和插层反应机理。用插层复合物为前驱体进行了Sialon粉体合成的探索研究。 研究工作得到国家自然科学基金项目《高岭石矿物表面功能基及其反应活性研究》(项目批准号：40072014)、广东省自然科学基金项目《高岭石有机插层原位合成β′-Sialon纳米材料》(项目批准号：010496)和厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室开放基金项目(项目批准号：9911)的资助。 论文主要取得了以下研究成果： 1)系统研究了高岭石／甲酰胺插层反应的影响因素。具较低结构有序度、较大的颗粒粒度并充分分散的高岭石有利于插层作用。插层反应对插层剂中的水含量非常敏感，最佳含水量为5～9％。合成了插层率为96％的高岭石／甲酰胺复合物，复合物的分子式为Al_2Si_2O_5(OH)_4(HCONH_2)_(0.5)。取代反应主要与溶剂类型和丙烯酰胺浓度有关，聚合反应则主要受温度条件控制，合成了聚合插层率为88％的高岭石／聚丙烯酰胺复合物(Al_2Si_2O_5(OH)_4—(CH_2CHCONH_2)—0.736)。 2)用~1H MAS NMR技术成功区分了高岭石结构中的内羟基质子化学位移(δ-1.3～-0.9)和内表面羟基质子的化学位移(δ2.4～3.0)。甲酰胺插层后产生3个质子峰，内羟基质子峰向低场位移至δ-0.3，内表面羟基质子峰向高场位移到δ2.3～2.7。NH基质子峰位于δ5.4～5.6。复合物质子稳定性大小的顺序是氨基质子＞内表面羟基质子＞内羟基质子。 3)IR、Raman光谱研究表明，插层作用破坏了原高岭石层间氢键并在有机分子与高岭石之间形成新的氢键。甲酰胺和聚丙烯酰胺以C=O基与高岭石内表面羟基形成氢键，NH基与高岭石Si-O基形成氢键并部分嵌入高岭石的复叁方孔洞。 4)以高岭石／聚丙烯酰胺插层复合物为前驱体，原位碳化、碳热还原、氮化反应合成了以β′-Sialon为主晶相的产物。与高岭石、碳粉混合物合成法相比，产物结晶度较好、Sialon相含量较高。
刘研[2]2005年在《高岭土插层材料制备β-Sialon材料》文中进行了进一步梳理本文是对高岭土有机插层材料合成β-Sialon 粉体的试验研究。希望能够用插入到高岭土层间的有机插层剂作为合成β-Sialon 粉体时碳热还原、氮化反应的氮化剂,并且在较低的合成温度合成出β-Sialon 粉体。以达到降低成本、简化设备的目的,促进β-Sialon 粉体合成的产业化。以50%的水合肼作为插层剂,采用直接液相插层法,制备出肼插层的高岭土插层材料。并分别以插层高岭土和高岭土原土为原料在1000℃左右碳热还原、氮化合成出了β-Sialon 晶须,但是产物的纯度不高,含有莫来石、方石英等物质。高岭土为原料合成出的β-Sialon 粉体的Z 值较低,而且生成物中还含有氮化硅;两者相比,插层高岭土为原料的合成反应进行得较完全,即在反应条件相同的条件下,插层高岭土为原料合成β-Sialon 的反应速率提高了。以水合肼等可分解出活性氮的物质替代氮气作为β-Sialon 粉体合成过程中氮化反应的氮化剂的试验,没有合成出β-Sialon,产物以莫来石为主,还有少量的石英及方石英。但是,用肼插层高岭土为原料在1280℃和1450℃合成出的两组样品的红外光谱图中出现了Si-N 键的吸收峰,证明笔者的思路是可行的。可以大胆的设想通过对原料和工艺的改进最终能够达到此思路所要达到的设计目标。
程宏飞[3]2011年在《高岭石插层、剥片及其在橡胶复合材料中应用研究》文中提出以张家口宣化地区高岭土为原料,综合运用矿物学、材料学理论知识与地质背景分析,对该地区高岭土基本特征及其成因进行了探讨。采用插层加磨剥的方法成功制备出了粒度近于1μm的高岭土超细片层材料。详细研究了插层剂类型、插层时间、温度、pH值、磨剥浆料溶液的固液比、磨剥浆料的质量、磨剥时间、介质球粒径以及磨剥机的转速对插层磨剥高岭土的粒度及径厚比产生的影响。对已制备的高岭石/醋酸钾插层复合物的热稳定性能进行了深入研究。在热稳定性能研究的基础上,对醋酸钾在高岭石层间的存在形式进行了分析,同时利用软件对其存在形式进行了模拟。醋酸钾进入高岭石层间使得其层间距扩大、层间作用力减弱,利用这一性质对高岭石插层后进行剥片,以达到其层与层之间分离,降低粒度提高径厚比。对影响剥片高岭土插层复合物的主要因素进行了讨论。将经过醋酸钾插层剥片的具有较高径厚比的高岭土超微细粉体作为橡胶填料,制备橡胶/高岭土复合材料,对比研究插层剥片高岭士对橡胶复合材料力学性能及气体阻隔性能的改善。
顾涛, 邹正光[4]2005年在《高岭石有机插层复合材料的研究及其应用》文中指出综述了高岭石/有机物插层复合物发展,分析了高岭石插层复合物插层机理,粘土矿物及高岭土有机物插层应用及插层复合物合成Sialon陶瓷的制备,并对其发展前景进行了展望。
王林江, 吴大清[5]2004年在《β'-Sialon合成研究进展》文中研究说明介绍了β’-Sialon合成、烧结工艺及机理研究的新进展。以粘土矿物有机插层复合物为原料,原位碳化、碳热还原、氮化反应工艺制备β’-Sialon,可以降低反应温度和制备成本,提高产物的烧结性能。不但可以扩大β’-Sialon应用领域,也为粘土矿物在高技术领域的应用打开新的途径。
杜小满, 刘钦甫, 程宏飞, 张志亮[6]2009年在《高岭石有机插层复合物的研究及应用》文中提出高岭石是一种层状硅酸盐矿物,有机物可进入其层间形成高岭石有机插层复合物。本文介绍了高岭石的结构、性质以及高岭石有机插层技术,综述了高岭石有机插层影响因素的研究进展,概括了高岭石有机插层复合物的应用现状,同时分析了高岭土有机插层复合物的研究重点和应用前景。
王万军[7]2005年在《高岭石有机插层复合物的制备、表征及应用探讨》文中研究表明论文在综合分析高岭石有机插层复合物的发展历程、制备工艺、表征方法、应用前景、插层机理等大量文献的基础上,运用现代材料测试技术对以萍乡硬质高岭土为原料的高岭石有机插层复合物的制备、表征及应用进行了全面系统的研究,主要内容如下: 用直接插层法制备了高岭石—乙酸钾、高岭石—二甲基亚砜、高岭石—甲酰胺、高岭石—N-甲基甲酰胺、高岭石—脲、高岭石—水合肼等插层复合物,并进行了表征。 系统研究了高稳定性、多用途的高岭石—乙酸钾插层复合物的插层影响因素,第一次提出了乙酸钾插层的最低浓度阀值为8%;发现制备高插层率复合物的必要条件为保持反应系统处于乙酸钾饱和溶液状态,并确定了插层优化工艺参数;由实验结论还简化了高岭土原料的预处理工艺,为实现工业化生产提供了技术支持。 系统研究了温度对高岭石—二甲基亚砜插层速率的影响,确定的优化工艺参数使插层时间由原来的5～7天缩短到3小时以内,插层效率大为提高;由实验确定的无水乙醇漂洗法,可有效去除高岭石表面吸附的多余二甲基亚砜分子,漂洗后的插层物烘干时间也大幅度缩短。该优化工艺为科学研究和技术应用提供了一种简捷高效的快速制备方法,从而可促进该系列插层复合物的产品开发与理论研究工作。 用置换取代法制备了高岭石—苯甲酰胺、高岭石—甲醇、高岭石—对硝基苯胺、高岭石—聚丙烯酰胺、高岭石—聚乙二醇等插层复合物,并进行了表征。高岭石—甲醇是具有通用性的预插层体,而高岭石—对硝基苯胺则具有二次非线性光学特征,由此确认我国储量丰富的硬质高岭土可以开发功能性材料。 确定了以高岭石—二甲基亚砜为前驱体用熔融法制备高岭石—苯甲酰胺、高岭石—聚乙二醇(PEG20000)插层复合物的最佳插层时间。用扫描电镜和透射电镜对后者的形貌进行了较全面详细的研究,分析表明高岭石被剥离成纳米级的片层。 以高岭石—二甲基亚砜或高岭石—甲酰胺为前驱体,采用丙烯酰胺取代而后加热聚合的方法制备了高岭石—聚丙烯酰胺复合物,实验表明以前者作前驱体的插层效果较好。 综合对比和评价了乙酸钾、水合肼、脲的插层剥片效果。实验结
高莉, 王林江, 张烨, 谢襄漓[8]2007年在《高岭石-葡萄糖插层原位合成Sialon粉体》文中指出利用极性有机分子十二烷基胺插层高岭石,葡萄糖层间取代的方法合成高岭石-葡萄糖插层复合物。以高岭石-葡萄糖插层复合物为前驱体,采用原位碳热还原、氮化反应技术,在1450℃保温4h,以500mL/min的N2流量的反应条件合成了Sialon粉体。并运用XRD、FT-IR、TG、DSC等技术表征反应过程和产物特征。研究表明,十二烷基胺插层复合物中,高岭石的d001值扩大为2.280nm,高岭石-葡萄糖插层复合物中,高岭石的d001值由0.717nm扩大为3.364nm,插层率达87%。插层复合物原位碳热还原、氮化反应研究表明,产物中结晶相主要有:Sialon相(以β-Sialon为主)和少量莫来石。高岭石插层复合物原位碳热还原、氮化反应能在较低的温度下合成β-Sialon,是一种新颖而有效的方法。
崔超, 邵珊[9]2008年在《高岭石有机插层复合材料的研究及应用现状》文中指出高岭石是一种层状硅酸盐矿物,有机物可进入其层间形成高岭石有机插层复合物。本文综述了高岭石有机插层复合物的发展及其制备,分析了高岭石插层复合物的插层反应特点和插层影响因素,并概述了该领域目前的研究重点和应用前景。
王林江, 吴大清[10]2005年在《高岭石-聚丙烯酰胺插层原位合成Sialon粉体》文中研究表明以高岭石-聚丙烯酰胺插层复合物为前驱体,采用原位碳热还原、氮化反应技术,在1 400℃合成了S ia lon粉体。并运用XRD,FT-IR,TEM等技术对合成产物的组成、结构及形貌特征进行研究发现:以插层复合物为前驱体的合成反应,β-′S ia lon,O-′S ia lon为主晶相,不含方石英;而以高岭石-碳混合物为原料的合成产物中,相组成复杂,β-′S ia lon含量较低,并有氧化物。高岭石插层复合物原位碳热还原、氮化反应是合成β-′S ia lon的一种新颖而有效的方法,插层复合物有序的纳米级层状结构特征是提高碳热还原、氮化反应效率的主要原因。
参考文献：
[1]. 高岭石有机插层反应及Sialon材料原位合成[D]. 王林江. 中国科学院研究生院（广州地球化学研究所）. 2002
[2]. 高岭土插层材料制备β-Sialon材料[D]. 刘研. 吉林大学. 2005
[3]. 高岭石插层、剥片及其在橡胶复合材料中应用研究[D]. 程宏飞. 中国矿业大学（北京）. 2011
[4]. 高岭石有机插层复合材料的研究及其应用[J]. 顾涛, 邹正光. 硅酸盐通报. 2005
[5]. β'-Sialon合成研究进展[J]. 王林江, 吴大清. 硅酸盐通报. 2004
[6]. 高岭石有机插层复合物的研究及应用[J]. 杜小满, 刘钦甫, 程宏飞, 张志亮. 中国非金属矿工业导刊. 2009
[7]. 高岭石有机插层复合物的制备、表征及应用探讨[D]. 王万军. 中南大学. 2005
[8]. 高岭石-葡萄糖插层原位合成Sialon粉体[J]. 高莉, 王林江, 张烨, 谢襄漓. 稀有金属材料与工程. 2007
[9]. 高岭石有机插层复合材料的研究及应用现状[J]. 崔超, 邵珊. 佛山陶瓷. 2008
[10]. 高岭石-聚丙烯酰胺插层原位合成Sialon粉体[J]. 王林江, 吴大清. 矿物岩石. 2005