蒙脫石(MMT)是一類具有層狀結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽非金屬納米礦物,其具有二維納米片結(jié)構(gòu)和陽(yáng)離子交換能力,由于其具有膨脹性,吸水性,離子交換性,結(jié)構(gòu)和功能易調(diào)控,且蒙脫石廉價(jià)易得,環(huán)境友好,因而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。然而,蒙脫石的剝離、有機(jī)插層機(jī)理等方面尚缺乏深入研究,嚴(yán)重制約了蒙脫石功能新材料的研發(fā)與應(yīng)用。本論文以蒙脫石為對(duì)象,探討了蒙脫石的剝離和有機(jī)插層機(jī)理,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了蒙脫石功能新材料的制備與應(yīng)用的探索研究。本論文首先研究了幾種典型蒙脫石族礦物在水中的膨脹剝離行為,并發(fā)現(xiàn)其中鋰皂石最易剝離。以鋰皂石為蒙脫石族礦物的代表性礦物,研究了其吸水膨脹、剝離及脫水重組的過(guò)程。結(jié)果表明,當(dāng)剝離的濃度足夠低時(shí)(1 mg/L),鋰皂石的厚度可達(dá)到10 nm以內(nèi)。向鋰皂石的體系中加入CTAB后,其剝離效果有變好的趨勢(shì)。進(jìn)一步,對(duì)鋰皂石進(jìn)行不同程度的干燥,發(fā)現(xiàn)其在脫水的過(guò)程中,鋰皂石的厚度逐漸增加,說(shuō)明鋰皂石的顆粒逐漸堆疊,且加入CTAB后,重新堆疊的速度變慢,說(shuō)明有機(jī)陽(yáng)離子的加入抑制了片層的重新堆疊�；谏鲜龇治�,提出蒙脫石族礦物剝離的模型。在機(jī)理研究的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了蒙脫石基復(fù)合發(fā)光材料,有效抑制了光澤精的熒光淬滅,從而顯著提高了光澤精的發(fā)光性能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)揭示了不同條件對(duì)發(fā)光性能的影響規(guī)律,獲得了提高體系發(fā)光性能的優(yōu)化工藝條件,并進(jìn)一步將復(fù)合粉體進(jìn)行成型加工,制備得到相均勻且多孔的熒光氣凝膠。運(yùn)用制備的熒光氣凝膠實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣相苯酚的檢測(cè),檢測(cè)限分別達(dá)到0.35 ppb。進(jìn)一步選取另一種熒光探針7-氨基-4-甲基香豆素作為作為客體分子。并成功將其插入蒙脫石層間,從而顯著抑制了熒光猝滅。利用其增強(qiáng)的熒光的性能,將該復(fù)合粉體進(jìn)一步與殼聚糖進(jìn)一步復(fù)合形成熒光復(fù)合膜,利用制備的得到的熒光復(fù)合膜對(duì)污染物Cr(VI)進(jìn)行檢測(cè),最低檢測(cè)限為5μmol/L。
【學(xué)位單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB34
【部分圖文】：

圖 1-1. 蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)的性能石特殊的晶體結(jié)構(gòu)，其具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)的物理性質(zhì)物理性質(zhì)主要是吸水膨脹性和失水收縮性，表現(xiàn)水有很強(qiáng)的吸附作用。蒙脫石具有膨脹性是由于電引力和氫鍵結(jié)合，當(dāng)與水接觸時(shí)，水分子與蒙蒙脫石片層的表面，形成一種層間斥力，這種斥蒙脫石一般密度在 2 g/cm3左右，將蒙脫石放入現(xiàn)象，吸水后其體積可達(dá)到原來(lái)的 30 多倍，總

發(fā)光材料在使用過(guò)程中易出現(xiàn)有機(jī)分子相互聚集，進(jìn)而造發(fā)光效率（Levitsky，1999），限制了其進(jìn)一步的實(shí)際應(yīng)研究提出將有機(jī)熒光分子分散在水相中達(dá)到分散的作用有機(jī)分子嫁接到無(wú)機(jī)材料，如氧化硅（Gago，2005）、氧化（Franville，2001）等的表面來(lái)構(gòu)建無(wú)機(jī)/有機(jī)體系，利子有效隔離開，來(lái)抑制有機(jī)熒光分子的聚集，從而避免究顯示，合成出來(lái)的熒光探針，大部分都在水相中進(jìn)行2017）等人合成了新的香豆素類熒光探針用于對(duì)氟離子擇性和靈敏度，且能夠用于細(xì)胞中的污染物檢測(cè)；He（素類熒光開關(guān)，作為檢測(cè)谷胱甘肽的熒光探針，并可進(jìn)一檢測(cè)（圖 1-2）。

圖 1-3 BSB 插層鎂鋁水滑石 XRD （a）及結(jié)構(gòu)示意圖（b）韓國(guó)的 Kaddoumi（Kaddoumi，2014）等利用石墨烯與有機(jī)分子之間的 π-π作用，有效抑制了有機(jī)分子間的聚合，從而提高了發(fā)光效率；Meitang（Meitang，2013）等人提出了一種新的額剝離組裝的方法，他們將剝離的 LDH 分散液和剝離的蒙脫石分散液與熒光小分子的聚乙烯醇溶液在基底上進(jìn)行連續(xù)交替沉積成膜，得到一種新型的層狀無(wú)機(jī)有機(jī)發(fā)光體系。這種無(wú)機(jī)有機(jī)熒光體系材料形成了多層結(jié)構(gòu)，具有較高的負(fù)載量和穩(wěn)定性；王軍（王軍，2012）等人通過(guò)共沉淀法用帶有熒光的偶氮苯分子交換水滑石層間的陰離子，合成了熒光類水滑石材料，其熒光強(qiáng)度與未插層的水滑石相比，發(fā)射峰紅移且強(qiáng)度增強(qiáng)；Tagaya（Tagaya，1993）等將螺吡喃分子插入 MgAl-LDH 層間，研究了這些插層產(chǎn)物的光致變色性能，通過(guò)不同波長(zhǎng)的光照，研究螺吡喃分子開環(huán)閉環(huán)的斷鍵反應(yīng)進(jìn)行可逆轉(zhuǎn)換；
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2854735