發(fā)布時(shí)間：2017-06-29 23:12

  本文關(guān)鍵詞：麥羥硅鈉石的合成及在吸附、納米復(fù)合材料中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水合硅鈉鹽作為一類新型的層狀硅酸鹽材料日益受到人們的重視,麥羥硅鈉石(magadiite)作為水合硅鈉鹽的一種,可以通過(guò)人工合成得到純相產(chǎn)物,其本身無(wú)毒無(wú)害,具有較穩(wěn)定的板層結(jié)構(gòu)和一定的膨脹性;片層顯負(fù)電性,可與金屬陽(yáng)離子和有機(jī)大分子陽(yáng)離子發(fā)生離子交換,具有較高的離子交換容量;片層上含有較多的活潑性羥基團(tuán),能夠有效進(jìn)行功能化改性反應(yīng)。不同的功能化改性和復(fù)合研究使magadiite在吸附材料、納米復(fù)合材料、催化材料、功能性薄膜材料等領(lǐng)域都有較突出的應(yīng)用價(jià)值。本論文在前人水熱合成法制備magadiite的基礎(chǔ)上加入了玻璃珠和瓷珠兩種無(wú)機(jī)成核劑,采用 SiO2-NaOH-Na2CO3-H2O‖體系成功制備出純相magadiite,具體研究了不同成核劑以及含量對(duì)magadiite的合成溫度和反應(yīng)時(shí)間的影響。結(jié)果表明在不同合成溫度下,成核劑可以使反應(yīng)時(shí)間縮短3~18小時(shí),在不同的反應(yīng)時(shí)間下,成核劑可以使合成溫度降低5~10℃;一定條件下,成核效果隨成核劑添加量的增加而增強(qiáng);同等條件下瓷珠的成核效果較玻璃珠好。將magadiite應(yīng)用在水處理領(lǐng)域,研究了magadiite對(duì)水中Pb2+的吸附性能,考察了吸附劑投加量、溶液pH值、吸附時(shí)間和Pb2+初始濃度等因素對(duì)Pb2+吸附效果的影響。結(jié)果表明Pb2+的去除率隨magadiite的投加量、溶液pH、吸附時(shí)間的增加而升高,隨溶液初始濃度的增加而降低;magadiite對(duì)Pb2+的吸附機(jī)理存在離子交換作用和表面配位作用,兼有物理吸附和化學(xué)吸附,但以化學(xué)吸附為主;用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir模型能夠更好地描述magadiite吸附Pb2+的過(guò)程,且吸附速率控制步驟為膜擴(kuò)散過(guò)程和顆粒擴(kuò)散過(guò)程。選用十六烷基三苯基溴化磷改性的magadiite作為納米填料,通過(guò)熔融插層法分散至PA6基體中,探索其在基體的分散效果和增強(qiáng)效果,結(jié)果表明,在改性magadiite制備的復(fù)合材料中,大部分的magadiite被PA6大分子鏈插層、剝離,形成納米復(fù)合材料;所制備的復(fù)合材料的力學(xué)性能有一定程度的改善;DSC研究表明,復(fù)合材料的熔融過(guò)程產(chǎn)生了 熔融再結(jié)晶‖現(xiàn)象,出現(xiàn)了不穩(wěn)定的γ晶型再結(jié)晶為α晶型的熔融吸收峰。將magadiite作為功能填料與羧甲基纖維素鈉(CMC)制備了CMC/Maga仿貝殼納米復(fù)合材料薄膜,并與同等條件下蒙脫土形成的CMC/MMT納米復(fù)合材料薄膜進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,CMC/Maga納米復(fù)合材料中,CMC大分子進(jìn)入magadiite層間,由體積效應(yīng)使magadiite層間距不同程度的擴(kuò)大,同時(shí)也有一部分magadiite未被CMC大分子進(jìn)入。微觀結(jié)構(gòu)研究表明CMC/MMT是以紙片狀片層層壓而成的,其結(jié)構(gòu)是有方向性的,而CMC/Maga是以片層結(jié)構(gòu)組成的玫瑰花瓣?duì)钗⑶蚨逊e而成的,玫瑰花瓣?duì)钗⑶虻亩逊e使得層間沒(méi)有方向性;力學(xué)性能分析表明CMC/Maga和CMC/MMT的拉伸強(qiáng)度較純CMC提升明顯,Maga和MMT的加入使CMC的拉伸模量升高,斷裂生長(zhǎng)率降低,同等條件下CMC/Maga的力學(xué)性能比CMC/MMT好;燃燒分析表明CMC/Maga燃燒過(guò)程有部分灰燼逐漸脫落,CMC/MMT燃燒后薄膜結(jié)構(gòu)保持完好,CMC/Maga和CMC/MMT由于無(wú)機(jī)填料的含量較高,阻燃性能較好。
【關(guān)鍵詞】：麥羥硅鈉石 制備 吸附 復(fù)合材料 膜材料
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;TB33
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 水合硅鈉石概述13-14
• 1.2 Magadiite結(jié)構(gòu)與性能14-15
• 1.3 Magadiite的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 Magadiite的制備15-17
• 1.3.2 Magadiite的改性研究17-19
• 1.4 Magadiite應(yīng)用19-22
• 1.4.1 多孔材料19-20
• 1.4.2 吸附材料20
• 1.4.3 納米復(fù)合材料20-21
• 1.4.4 催化材料21-22
• 1.4.5 其他材料22
• 1.5 本課題的研究意義和研究?jī)?nèi)容22-24
• 1.5.1 本課題研究意義22-23
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容23-24
• 1.6 本章小結(jié)24-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試25-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)主要材料和實(shí)驗(yàn)設(shè)備25-27
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)主要材料25
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備25-27
• 2.2 表征及性能測(cè)試27-28
• 2.2.1 結(jié)構(gòu)表征儀器和條件27
• 2.2.2 熱性能表征儀器和條件27
• 2.2.3 力學(xué)性能測(cè)試儀器和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)27-28
• 2.2.4 重金屬離子濃度測(cè)試儀器和計(jì)算公式28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第三章 異相成核對(duì)magadiite合成的影響研究29-43
• 3.1 Magadiite的制備29-30
• 3.2 合成條件對(duì)產(chǎn)物的影響30-37
• 3.2.1 時(shí)間影響30-34
• 3.2.2 溫度影響34-36
• 3.2.3 成核劑量的影響36-37
• 3.3 產(chǎn)物表征37-41
• 3.3.1 結(jié)晶過(guò)程分析37-40
• 3.3.2 化學(xué)組分分析40-41
• 3.4 成核機(jī)理41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第四章 Magadiite對(duì)鉛離子的吸附性能研究43-59
• 4.1 吸附實(shí)驗(yàn)43
• 4.2 Magadiite對(duì)Pb2+的吸附性能43-45
• 4.2.1 Magadiite投加量對(duì)吸附Pb2+的性能影響43-44
• 4.2.2 p H值對(duì)吸附Pb2+的性能影響44-45
• 4.3 吸附動(dòng)力學(xué)45-48
• 4.3.1 吸附平衡實(shí)驗(yàn)45-46
• 4.3.2 吸附動(dòng)力學(xué)分析46-47
• 4.3.3 吸附速率機(jī)理分析47-48
• 4.4 等溫吸附線48-51
• 4.4.1 初始濃度對(duì)吸附Pb2+的性能影響48-49
• 4.4.2 等溫吸附模擬49-51
• 4.5 Magadiite與其他吸附劑對(duì)吸附Pb2+的吸附性能對(duì)比研究51-52
• 4.6 Magadiite吸附Pb2+與Zn2+的性能對(duì)比52-54
• 4.7 Magadiite吸附Pb2+的性能表征及機(jī)理分析54-57
• 4.7.1 多孔性分析54
• 4.7.2 X射線衍射分析54-55
• 4.7.3 紅外光譜分析55-57
• 4.7.4 掃描電鏡分析57
• 4.8 本章小結(jié)57-59
• 第五章 尼龍 6/magadiite復(fù)合材料性能研究59-76
• 5.1 Magadiite的有機(jī)化改性59
• 5.2 PA6/magadiite納米復(fù)合材料的制備59-60
• 5.3 改性magadiite表征60-62
• 5.3.1 X射線衍射分析60
• 5.3.2 掃描電鏡分析60-61
• 5.3.3 紅外光譜分析61-62
• 5.4 復(fù)合材料表征62-75
• 5.4.1 X射線衍射分析62-63
• 5.4.2 透射電鏡分析63-66
• 5.4.3 力學(xué)性能分析66-68
• 5.4.4 掃描電鏡分析68-71
• 5.4.5 DSC分析71-73
• 5.4.6 TG分析73-75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 第六章 CMC/magadiite仿貝殼納米復(fù)合薄膜性能研究76-85
• 6.1 CMC/magadiite納米復(fù)合薄膜的制備76
• 6.2 結(jié)構(gòu)分析76-80
• 6.2.1 X射線衍射分析76-77
• 6.2.2 掃描電鏡分析77-80
• 6.3 TG熱分析80-81
• 6.4 力學(xué)性能分析81
• 6.5 透明度分析81-82
• 6.6 燃燒分析82-83
• 6.7 本章小結(jié)83-85
• 結(jié)論與展望85-88
• 結(jié)論85-86
• 創(chuàng)新點(diǎn)86-87
• 展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-98
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果98-100
• 致謝100-101
• 附件101

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