长链烷基季铵盐插层氧化石墨的结构变化
【精品】章-节先导化合物的优化精编版
H3C S
HN N
H
N
NHCH3
NCN
西咪替丁 Cimetidine 1976
(CH3)2N
O
S
H
N
NHCH3
CHNO2
雷尼替丁 Ranitidine 1983
NH2 S
S
H2N
NN
NSO2NH2 NH2
法莫替丁 Famotidine 1986
27
第二，可能产生拮抗的作用，常常应用这种 原理设计代谢拮抗剂类的药物；
物 结
;
构 修 饰
(4) 药物因在非靶部位分布带来的刺激性或 毒副作用;
37
(5) 药物分布靶向性差。
药物结构修饰：
保持药物的基本结构，仅在结构中的官能团 作一些修改，以克服药物缺点。
制备前药的一般方法 ➢ 醇类（易代谢）：酯、缩醛或缩酮 ➢ 羧酸类（刺激胃肠）：酯、伯酰胺、酸酐 ➢ 胺类：酰胺、亚胺、偶氮 ➢ 脒类：氨基甲酸酯 ➢ 羰基类：缩醛
C原子增加的数目与活性常常曾抛物线的关系
3
八元环：顶峰活性
依那普利 分子式：C20H28N2O5 药物类别：抗高血压用药。 所属类别：血管紧张索I转换酶抑制药。
4
2、插烯原理
插烯原理：烷基链减少双键或引入双键，得 到活性相似的结构。
同系物的设计方法： A—E1═E2 → A—B1═B2—E1═E2
O O
OH
前药（口服）
COCH3
42
（三）延长药物作用时间
O
O O
NH2 N
ON
HO
O
HO
酰胺酶
N H C O (C H 2)20C H 3 N ON
HO O HO
蒙脱土结构特性及在聚合物基纳米复合材料中的应用1
４０塑料科技Ｈ．ＡＳｎＣＳＳＣＩ．＆‘ＩＥＣＨＮＯＩＤＧＹ№３（ＳＬｌＩｌｌ．１６１）ＪＬｌｌｌｅ２０（）４，庐坏４吻曝舅评述舅蹩溉；炀∥‘文章编号：１００５．３３６０（２００４）０３删０·０６蒙脱土结构特性及在聚合物基纳米复合材料中的应用ｎ’刘盘阁，宫同华，王月欣，刘国栋，瞿雄伟旺’（河北工业大学高分子科学与工程研究所，天津３００１３０）摘要：对蒙脱土的晶层结构、分散性、流变性及表面修饰进行了系统的评述。
蒙脱土片层含有ｋｗｉｓ酸点及过渡金属离子可用于烯类单体的催化聚合反应；自从丰田汽车公司使用尼龙一６／粘土纳米复合材料以来，蒙脱土（具有膨润性的粘土）在聚合物基纳米复合材料中的研究和应用正越来越受到世人的关注。
对蒙脱土／聚合物纳米复合材料的制备方法及其进展也进行了综述。
关键词：蒙脱土；纳米复合材料；催化效应；插层聚合中图分类号：呷０５０．４３文献标识码：Ａ纳米复合材料（Ｎａｌｌｏｃ唧ｓｉｔｅｓ）概念是ＲｏｙＲ【１１２０世纪８０年代中期提出的，指的是分散相尺度至少有一维小于１００砌的复合材料。
由于纳米粒子具有大的比表面积，表面原子数、表面能和表面张力随粒径下降急剧上升，使其与基体有强烈的界面相互作用，其性能显著优于相同组分常规复合材料的物理力学性能瞳’３１；纳米粒子还可赋予复合材料热、磁、光特性和尺寸稳定性。
因此，制备纳米复合材料是获得高性能材料的重要方法之一。
可采用溶胶．凝胶法（Ｓ０１．ｇｅｌ）Ｈ“】、共混法ｎ’８】、层间插入法（插层法）归。
１４１等方法制备得到。
许多无机物如硅酸盐类蒙脱土、磷酸盐类、石墨、金属氧化物、二硫化物、三硫化物等具有典型的层状结构，可以嵌入有机物【１５，１６】。
从研究的广度和深度以及工业化前景角度看，聚合物基纳米复合材料主要集中于聚合物／蒙脱土纳米复合材料。
１蒙脱土结构及其理化性能蒙脱土（Ｍｏｎ廿１１０ｒｉｌｌｏｎｉｔｅ，以下简称为Ｍ册）属２：１型层状硅酸盐，其结构单元主要是二维向排列的Ｓ卜Ｏ四面体和二维向排列的ｍ（或Ｍｇ）一沪ＯＨ八面体（１）河北省自然科学基金资助项目（２０１００６）（２）联系人作者简介：刘盘阁（１９６７一），女，实验师；收稿日期：２００４．０２．２４片。
季铵盐插层剂对有机蒙脱土结构和性质的影响
季铵盐插层剂对有机蒙脱土结构和性质的影响
王俊;方宏;李翠勤;邹恩广;宋磊
【期刊名称】《东北石油大学学报》
【年(卷),期】2005(029)006
【摘要】以钠基蒙脱土为原料,采用不同碳链的季铵盐阳离子作为插层剂与蒙脱土层间的无机阳离子Na+和Ca2+交换,制备出系列有机蒙脱土. 利用红外光谱、X射线衍射对蒙脱土和有机化蒙脱土的结构表征,结果表明,插层剂已进入蒙脱土的层间,蒙脱土的层间距由1.533 nm增加到1.988～3.475 nm. 研究了有机蒙脱土在二甲苯中的流变学性质,结果证明,有机蒙脱土能在二甲苯中溶胀形成凝胶,在相同剪切力下,凝胶的黏度与季铵盐阳离子烷基链的结构有关.
【总页数】3页(P61-63)
【作者】王俊;方宏;李翠勤;邹恩广;宋磊
【作者单位】大庆石油学院,化学化工学院,黑龙江,大庆,163318;大庆石化公司,研究院,黑龙江,大庆,163714;大庆石油学院,化学化工学院,黑龙江,大庆,163318;大庆石化公司,研究院,黑龙江,大庆,163714;大庆石化公司,研究院,黑龙江,大庆,163714【正文语种】中文
【中图分类】TQ246
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5.不同官能团的季铵盐改性的有机蒙脱土对聚碳酸酯的影响 [J], 陈福德;马寒冰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水热衍生还原氧化石墨烯的结构演变
水热衍生还原氧化石墨烯的结构演变 下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！ Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention! 石墨烯是一种具有出色电子、光学和力学性能的二维材料，其结构演变一直是材料科学领域的研究热点之一。水热法是一种常用的合成石墨烯的方法之一，而水热衍生还原氧化石墨烯则是水热法的一个重要分支，其结构演变过程受到广泛关注。本文将介绍水热衍生还原氧化石墨烯的结构演变过程及其在材料科学中的意义。 1. 水热法合成石墨烯的基本原理。 水热法是一种利用高温高压水溶液中的石墨烯前体，通过水热反应得到石墨烯的方法。其基本原理是利用水的高温高压环境，将石墨氧化物在水中剥离，形成石墨烯的片层结构。 2. 水热衍生还原氧化石墨烯的结构演变。 水热衍生还原氧化石墨烯的结构演变可分为以下几个阶段： 1. 氧化石墨烯的形成阶段。 初始阶段，氧化石墨烯通过水热反应在水溶液中形成。 水分子的作用下，氧化石墨烯的层间距逐渐增大。 2. 还原阶段。 还原剂的作用下，氧化石墨烯逐渐被还原成石墨烯。 结构中的氧原子逐渐被还原为氢原子，石墨烯的电学性能得到提高。 3. 结晶阶段。 随着反应的进行，石墨烯的结晶度逐渐增加。 石墨烯片层之间的结合力增强，材料的力学性能得到改善。 3. 水热衍生还原氧化石墨烯在材料科学中的意义。 水热衍生还原氧化石墨烯在材料科学中具有重要意义： 优异的电学性能：经过还原处理后的石墨烯具有优异的电学性能，可应用于电子器件、传感器等领域。 优异的力学性能：结晶度高的石墨烯具有优异的力学性能，可用于制备高强度、高韧性的复合材料。 环境友好：水热法合成过程中无需有机溶剂，减少了对环境的污染。 结论 水热衍生还原氧化石墨烯的结构演变过程中，经历了氧化、还原和结晶等阶段，最终形成具有优异电学和力学性能的石墨烯材料。其在材料科学领域具有重要的应用前景，有望在电子器件、传感器和复合材料等领域发挥重要作用。
季铵盐改性氧化石墨烯的制备及其性能研究
惠昱 晨 马 晓 燕 ， １ 陈智 群 ２ 张 皋 ｚ 宋 颖 １ 侯 秀璋
ｆ 西北 工业 大学理 学院 ． 空 间应 用物理 与化 学教 育部 重点 实验 室 和 陕 西省 高分 子科 学与技 术 重点 实验 室， 西安 ７ １ ０ １ ２ ９ ）
（ ２ 西安近代 化 学研 究所 ， 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５ ）
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｅ ｎ ｅ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ（ Ｇ Ｏ ）ｗ ａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ Ｈ ｕ ｍ ｍｅ ｒ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ， ａ ｎ ｄ ｍ ｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｂ ｙ ｄ ｏ ｄ ｅ ｃ ｙ ｌ ｄ ｉ ｍｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｂ ｅ ｎ ｚ ｙ ｌ ａ ｍｍ ｏ ｎ ｉ ｕ ｍ ｃ ｈ ｌ ｏ ｉ ｒ ｄ ｅ （ １ ２ ２ ７ ） ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ １ ２ ２ ７ ｎ ｏ ｎ — ｃ ｏ ｖ ａ ｌ ｅ ｎ ｔ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｅ ｎ ｅ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ （ Ｇ Ｏ － １ ２ ２ ７ ） ．
【国家自然科学基金】_插层反应_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
2011年 科研热词 插层 高岭石 镁-铝复合氧化物 钛酸钾 超声振荡 蒙脱石 蒙脱土 胭脂红 相转变过程 甲醇 生长机理 生物柴油 溶剂化作用 水解过程 水热法 氧化石墨烯 氟 正交分析 有机改性剂 晶粒尺寸 晶体结构 无机非金属材料 微波 异型纳米 工艺优化 层间插入 层状双氢氧化物 固体碱 固体核磁共振 受限运动 光催化 二甲基亚砜 二氧化钛 hummers法 cds alooh 推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
推荐指数 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70
推荐指数 5 3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
蒙脱土的结构、性能及其改性研究现状
蒙脱土的结构、性能及其改性研究现状杨科;王锦成;郑晓昱【摘要】通过不同的表征方法,对蒙脱土的结构和性能进行综述.分别从无机、有机、无机/有机等3个方面分析了蒙脱土改性的研究现状,对蒙脱土优化和改性提出了相关的建议,并对其应用前景作出了展望.【期刊名称】《上海工程技术大学学报》【年(卷),期】2011(025)001【总页数】6页(P65-70)【关键词】蒙脱土;结构;改性【作者】杨科;王锦成;郑晓昱【作者单位】上海工程技术大学化学化学化工学院,上海201620;上海工程技术大学化学化学化工学院,上海201620;上海工程技术大学化学化学化工学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】O634.4纳米复合材料起源于80年代初期,是指其中至少一相以纳米级尺度(＜100 nm)分散在另一相中的两相材料.纳米材料由于其具有极大的比表面积,从而产生了一系列的特有效应,如表面效应、体积效应和量子隧道效应等,为新型聚合物材料的制备提供了一条新途径[1].蒙脱土(MMT)是一类典型的层状硅酸盐非金属纳米矿物.由于其具有分散性、膨胀性、吸水性和价格低廉等特点而被广泛应用,在聚合物材料中直接添加无机蒙脱土,由于其相容性较差,制备出的复合材料往往难以达到实际应用的要求,因此,需要对其进行优化与改性[2].改性后的蒙脱土添加于聚合物基体中,蒙脱土本身具有的无机物刚性、热稳定性、尺寸稳定性等,与聚合物具有的弹性、可加工性等结合,可制备出具有特殊性能的新型聚合物复合材料,为蒙脱土的工业化应用奠定了基础[3-4].1 蒙脱土的结构与性能蒙脱土属于蒙脱土族,已有11种矿物属于蒙脱土族:皂土、滑间皂土、锂皂土、锌皂土、斯皂土、贝得土、钠脱土、蒙脱土、锂蒙脱土、铜蒙脱土和铬蒙脱土等.从内部结构来看,又可将其分为蒙脱土亚族(二八面体)和皂土亚族(三八面体)两种类型.1.1 晶体结构图1为无机蒙脱土的晶体结构示意图.由图可见,整个结构片层厚约1 nm,长宽约100 nm,其分子结构中包含3个亚层,即1个铝氧八面体亚层和2个硅氧四面体亚层,通过共价键连接于各亚层之间.这种紧密堆积的四面体和八面体,促使其内部晶格间具有高度、有序的排列结构[5-6].图1 无机蒙脱土的晶体结构Fig.1 Crystal structure of MMT图2为扫描电镜照片.观察图2可知,蒙脱土晶体一般呈不规则片状,属单斜晶系;颜色为白色带浅灰,有时带浅蓝或浅红色,光泽暗淡;同时可见,钠基蒙脱土端面无卷曲现象,表面结构平坦且规整.这种特殊的晶体结构使得蒙脱土具有许多特性,如具有较好的分散性、吸附性、离子交换性、膨胀性和悬浮性等[7].图2 无机蒙脱土的扫描电镜照片Fig.2 SEM images of MMT图3(a)为无机蒙脱土的傅里叶红外光谱图.600 cm-1附近为硅氧四面体(Si-O)和铝氧四面体(Al-O)的弯曲振动峰;1030 cm-1处为Si-O的伸缩振动峰;1640 cm-1处的吸收峰为蒙脱土片层之间吸附的Na+特征峰;3620～3650 cm-1处为-OH的伸缩振动峰,这是由于钠蒙脱土片层间少量松结合水和紧密结合水共同作用的缘故.可见,蒙脱土内多为无机成分.图3(b)为蒙脱土的X-衍射图谱.根据Bragg方程2dsin θ=nλ,可以计算出天然蒙脱土的层间距约为1.4 nm[8].图3 无机蒙脱土的红外光谱图和X-衍射谱图Fig.3 FT-IR spectrum and XRD pattern of MMT1.2 晶体性能图4为无机蒙脱土的热稳定性能,其热失重过程可以分为3个阶段:第一阶段从室温到100℃,这一阶段存在着2%的微弱失重,主要是其表面吸附的游离水挥发而造成的;第二阶段从100～200℃,这一阶段的失重约为7%,主要是由于蒙脱土片层间失去物理或化学吸附水的缘故;第三阶段从200～600℃,这一阶段失重现象不明显,是由于构成蒙脱土片层的主要成分为无机硅酸盐,其热稳定性能相对较高,使得无机蒙脱土表现出很好的热稳定性[9].图4 无机蒙脱土热失重谱图Fig.4 TGA spectrum of MMT图5 无机蒙脱土氮气吸附-脱附曲线Fig.5 N2adsorption-desorption curves of MMT无机蒙脱土的吸附性能如图5所示.该等温线是具有典型Ⅱ型特征的等温吸附曲线.由deBoer吸脱附回环形状进一步分类可知,其具有B型或B型复合型吸附回线特征,说明蒙脱土的孔道具有多层平行板的结构特征.在液氮温度(-196℃)下,吸附等温线在相对压强(p/p0)＞0.42之后,开始出现缓慢上升的趋势,以及明显滞后回归的现象,这是由于蒙脱土结构中存有较多的中孔和大孔道,导致其具有毛细孔凝聚和多层吸附的功能[10].2 蒙脱土的改性为了进一步提高蒙脱土的质量,同时能够更好地满足实际应用需求,需要对蒙脱土表面进行改性处理或者优化操作.按所使用改性剂种类的不同,其改性方法大致可分为3大类:无机改性、有机改性和有机/无机复合改性.2.1 无机化改性2.1.1 酸改性酸改性主要是用硫酸、盐酸、磷酸,或它们的混合酸对蒙脱土进行洗涤,或者在一定的温度条件下,将加有酸的蒙脱土悬浮液加热一段时间;也可以采用以AlCl3,FeCl3和ZnCl2等金属卤化物为主的路易斯酸试剂,通过烷基化反应,达到酸处理的效果.酸处理时,通过相互之间的物理或化学反应,使蒙脱土层间的Na+,K+,Ca2+和Mg2+等阳离子转变成为相应酸的可溶性盐类,溶出后使片层间的结合力减弱,层间晶格裂开,层间距得以扩大,可显著提高蒙脱土的比表面积和吸附能力[11].处理后的蒙脱土具有优异的催化和吸附性能,可广泛应用于无碳复写纸、油品脱色、污水处理和催化剂载体等领域[12].王晓立等[13]采用路易斯酸AlCl3对蒙脱土进行表面改性处理,制备出固体酸催化剂,并将其应用于醇类的乙氧基化反应中,产物组成分布窄,选择性好,且工艺简单、环保.2.1.2 无机盐改性无机盐改性是蒙脱土层间阳离子与加入的一种或多种无机金属水合阳离子,通过进行离子交换反应,从而达到改性效果.用于蒙脱土改性的盐类主要有铝盐、锌盐、镁盐、铜盐等.图6为蒙脱土的无机柱撑过程示意图.交换过程中无机盐阳离子可平衡硅氧四面体上负电荷,它和层间溶剂同时作用,可使蒙脱土剥离成较薄的片层结构[14].图6 蒙脱土无机柱撑示意图Fig.6 Inorganic pillared of MMT1—MMT结构单元;2—可交换阳离子;3—插层后聚合羟基金属阳离子;4—柱撑氧化物Cooper等[15]用聚合的Al3+和Fe3+盐对蒙脱土进行表面改性,并用改性蒙脱土对水中的微量元素Cd,Zn,Cu,Ni和 Pb进行吸附.研究发现,改性蒙脱土的表面吸附能力明显得到提高.2.1.3 钠化改性天然蒙脱土按其层间参与交换阳离子的种类不同可分为锂基、钠基、钙基、氢基等蒙脱土.以钙基蒙脱土为主,但其相对产品附加价值较低,性能较差[16].相比而言,钠基蒙脱土具有更好的膨胀性、阳离子交换性、水介质中的分散性、黏性、胶质性、润滑性、热稳定性,以及较高的热干压强度和湿压强度.李永伦等[17]应用焦磷酸钠、碳酸钠、多聚磷酸钠作为改性剂,对钙基蒙脱土进行钠化改性,并对改性效果加以比较.结果表明,多聚磷酸钠的改性效果要更好一些,这是由于多聚磷酸钠既可提供改性用的Na+,又可以提供改变蒙脱土晶片电性的阴离子,使端、面相互排斥,从而增大层间距,有利于蒙脱土在溶剂中的分散.朱湛等[18]采用微波处理法对钙基蒙脱土进行钠化改性.结果表明,微波处理既有利于其自身的活化,又方便了试验操作;蒙脱土的干粉处理效果优于水浆处理,微波处理对于干粉钠化具有更好的活化促进作用.2.2 有机化改性由于蒙脱土的表面亲水性处理不利于其在有机相中的分散及对有机物的吸附,因而在蒙脱土用于高分子材料等有机体系之前,一般要对其进行有机化改性.实现蒙脱土表面的疏水化,便于其与有机物的分散、吸附和结合.常用的有机改性剂主要有烷基铵盐、聚合物单体、偶联剂和有机酸等[19].2.2.1 有机季铵盐改性长链烷基季铵盐有机阳离子能通过离子交换反应进入蒙脱土片层,使其表面的亲水性降低,此时有机离子上的烷基长链覆盖于片层表面上,亲油性大大提高.根据相似相容原理,改性后的有机蒙脱土与聚合物的结合力得到加强.同时,片层间规则性排列着较长的烷基分子链,可使层间距进一步扩大,从而有利于大分子链和聚合物单体插层到蒙脱土片层间,制备出性能更为优异的聚合物/蒙脱土纳米复合材料.王锦成等[20]采用十八烷基三甲基溴化铵和双羟乙基十二烷基三甲基氯化铵等有机插层剂对无机蒙脱土进行有机化改性.图7给出了一个简单的插层过程示意图.采用傅里叶红外光谱分析仪(FT-IR)、X线衍射(XRD)、比表面积测试(BET)和热重分析(TGA)等分析了有机蒙脱土的结构与性能.结果表明:不同种类的有机插层剂对蒙脱土的层间距、比表面积,以及热稳定性能均有不同程度的提高.图7 有机蒙脱土的制备过程示意图Fig.7 Preparation process of organic MMT 2.2.2 聚合物单体改性聚合物单体作为改性剂可以直接插层到蒙脱土片层之间,再通过原位加成聚合反应得到纳米复合材料.该工艺效率高、成本低、前景好,但能够满足该结构的聚合物单体较少[21].Huskic＇等[22]按照一定的配比将阳离子聚酯与蒙脱土混合,并进行平行实验.结果显示,聚合阳离子链并没有太大的增长,但有机蒙脱土的层间距得到了显著增加.图8为蒙脱土改性所用的阳离子聚酯反应式:图8 阳离子聚酯反应式Fig.8 Reaction of cationic polyesterZhao等[23]用胺基多面体齐聚倍半硅氧烷(POSS)对钠基蒙脱土进行改性.POSS及其改性蒙脱土的过程如图9所示.改性后的蒙脱土层间距明显变大,有利于其与聚合物生成性能优异的纳米复合材料.此外,由于 POSS的引入,有机蒙脱土及其纳米复合材料的热稳定性能得到明显提高.图9 POSS改性钠基蒙脱土过程示意图Fig.9 Modification process schematic diagram of Na-MMT with POSS2.2.3 偶联剂改性利用蒙脱土表面与活性官能团进行化学吸附,或物理、化学反应,对蒙脱土进行表面修饰.此时,偶联剂可覆盖于蒙脱土表面之上,从而可以提高其润湿性,改善蒙脱土与聚合物基体的相容性.常用的偶联剂为钛酸酯、硬酯酸、有硅烷和有机硅等.赵春贵等[24]应用了氯硅烷对无机蒙脱土进行表面优化.采用定量的方法,先将氯硅烷与蒙脱土混合搅拌、回流处理,再用丙酮洗涤、真空抽滤,并进行真空干燥.最后,通过研磨得硅烷化的有机蒙脱土.性能测试表明,蒙脱土片层间的相互作用力及其疏水或亲水性是影响其分散性的主要因素,而硅烷用量多少无明显影响.2.2.4 有机酸改性用其改性的蒙脱土与聚合物共同作用制备的纳米复合材料热稳定性优异,主要由于有机酸离子具有较好的热稳定性,常用于电子工业、军事、航天以及食品包装材料. Xu等[25]用2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)对无机蒙脱土进行有机改性处理.研究发现,改性后的有机蒙脱土其层间距从1.17 nm扩大到了2.10 nm,并制备出了剥离型聚合物/蒙脱土纳米复合材料.Nagi等[26]在此基础上,在不同pH值下,用AMPS改性钠基蒙脱土,指出磺酸基和可交换阳离子所形成的离子偶极子,可增加蒙脱土的层间距.Zhou等[27]采用含有氨基酸的新型双子阳离子表面活性剂与乙腈溶液共同作用对蒙脱土进行表面改性.研究结果显示,改性后的有机蒙脱土剩余量少于无机蒙脱土,表明有机蒙脱土的分解量要多于无机蒙脱土,这是由于所用的有机插层剂热稳定性较低的缘故.2.3 无机/有机复合改性在不同的应用领域,无机与有机两种改性方法制备的蒙脱土,其性能方面的优势各不相同.若将两者合理地结合起来,即用无机/有机复合改性剂,或者先进行无机,后进行有机的方法,对蒙脱土进行二次处理,可以得到一系列的无机/有机复合型蒙脱土,其可以同时具备两种不同改性方法的优点.这种方法一般在污水、废水处理中表现出极为良好的应用效果.于瑞莲等[28]采用复合改性的方法,先用溴代十四烷基吡啶对天然蒙脱土进行有机改性.然后,与硫酸铝进行二次复合改性.最后,制得复合改性有机蒙脱土.应用复合改性所得的有机蒙脱土处理垃圾渗滤液时,COD-Cr的脱色率和去除率都得到了显著的提高,分别达到95.1%和95.4%.与一般蒙脱土的处理结果比较,这种复合改性后的蒙脱土污水治理效果更为明显.3 展望改性蒙脱土的结构特殊、性能优异,展现出诱人的应用前景.为了进一步提高与拓展其应用性能,今后在蒙脱土的改性方面应着重解决以下几方面的问题:1)如何合成、筛选适合的插层剂;2)如何选择更为合理的改性方法;3)深入研究提高蒙脱土层间距的形成机制.参考文献:[1] 漆宗能.聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料理论与实践[M].1版.北京:化学工业出版社,2002.[2] 王锦成,陈月辉,王佳璐,等.聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J].绝缘材料,2004,37(3):58-61.[3] 王锦成,陈月辉,金棋奇,等.橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J].上海工程技术大学学报,2005,19(2):133-139.[4] 赵保林,那平,刘剑锋.改性蒙脱土的研究进展[J].化学工业与工程,2006,23(5):453-457.[5] 石宁,于元章,王庆昭,等.纳米蒙脱土的结构表征与应用研究[J].合成橡胶工业,2007,30(4):311.[6] Ray S S,Okamoto M.Polymer/layered silicate nanocomposites:a review from preparation to processing[J].Progress in PolymerScience,2003,28(11):1539-1641.[7] 向莹,刘全校,张勇,等.蒙脱土的改性方法及应用现状[J].北京印刷学院学报,2007,15(4):30-33.[8] 王锦成,陈月辉,杨科,等.HOMMT/MVQ纳米复合材料的制备与性能研究[J].橡胶工业,2010(4):209-214.[9] 王锦成,李培.有机蒙脱土填充RTV硅橡胶的性能研究[J].有机硅材料,2009,23(5):302-307.[10] 许鸿雁,鲍晓军,王廷海,等.高比表面积多孔 Si层柱蒙脱土材料的合成和表征[J].燃料化学学报,2008,36(2):250-253.[11] 朱利中,陈宝梁.有机膨润土在废水处理中的应用及其进展[J].环境科学进展,1998,6(3):53-61.[12] 于志纲,贾朝霞.蒙脱土改性的研究进展[J].精细石油化工进展,2005,6(8):5-8.[13] 王晓立,赵杉林.改性蒙脱土固体酸催化合成乙二醇醚[J].辽宁石油化工大学学报,2008,28(4):4-8.[14] Huang F C,Lee J F,Lee C K,et al.Effects of cation exchange on the pore and surface structure and adsorption characteristics of montmorillonite[J].Colloids and Surfaces A:Physiocgemical and Engineering Aspects,2004,239(1-3):41-47.[15] Cooper C,Jiang J Q,Ouki S.Preliminary evaluation of polyeric Fe+and Al+modified clays as adsorbents for heavy metal removal in water treatment[J].Journal of Chemical Technology andBiotechnology,2002,77(5):546-551.[16] Bala P,Samantaray B K,Srivastava S K.Dehydration transformation in Ca-montmorillonite[J].Bullentin of Materials Science,2000,23(1):61-67.[17] 李永伦,王力.钙基蒙脱土的钠化改型[J].矿产保护与利用,2007(2):20-23.[18] 朱湛,王珂,郭炳南,等.微波对钙基膨润土钠化的影响[J].北京理工大学学报,2001,21(5):645-648.[19] 李娜,马建中,鲍艳.蒙脱土改性研究进展[J].化学研究,2009,20(1):98-103.[20] 王锦成,杨科,郑晓昱.蒙脱土的有机化改性及其结构与性能研究[J].化工矿物与加工,2010(7):11-13,26.[21] Bis was M,Ray S S.Water-dispersible nanocomposites of polyaniline and montmorillonite[J].Journal of Applied PolymerScience,2000,77(13):2948-2956.[22] Huskic′M,Ž agar E,Ž igon M,et al.Modification of montmo rillonite by cationic polyesters[J].Applied Clay Science,2009,43(3-4):420-424.[23] Zhao F,Wan C Y,Bao X J,et al.Modification of montmorillonite with aminopropylisooctyl polyhedral oligomeric silsequioxane[J].Journal of Colloid and Interface Science,2009,333(1):164-170.[24] 赵春贵,阳明书,冯猛.氯硅烷改性蒙脱土的制备与性能[J].高等学校化学学报,2003,24(5):928-931.[25] Xu M,Choi Y S,Kim Y K,et al.Synthesis and characterization of exfoliated poly(styrene-CO-methyl methacrylate)/clay nanocomposite via emulsion polymerization with AM PS[J].Polymer,2003,44(20):6387-6395.[26] Greesh N,Hartmann P C,Cloete V,et al.Adsorption of 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid(AMPS)and related compounds onto montmorillonite clay[J].Journal of Colloid and InterfaceScience,2008,319(1):2-11.[27] Zhou L M,Chen H,Jiang X H,et al.Modification of montmorillonitesurfaces using a novel class of cationic gemini surfactants[J].Journal of Colloid and Interface Science,2009,332(1):16-21.[28] 于瑞莲,胡恭任,王琼.用复合改性膨润土处理垃圾渗滤液的实验[J].环境卫生工程,2003,12(2):73-75.。
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第 ２ ９卷 第 １ １期 ２ ０１ ３年 １ １月
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关 键 词 ：氧化 石 墨 ； 烷基季铵盐 ； 一维结构 ； 排 布 模 式
中 图分 类 号 ： ０ ６ ４ １
文献标识码： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ ８ ６ １ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － ２ ３ ３ ３ — ０ ６
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ４ ８ ６ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ０ ． ３ ８ ３
林 舜嘉 １ 孙 红 娟 ， ２ 彭同江 ２ 刘 波１
（ 西 南科 技 大 学理 学院 ， 绵阳 ６ ２ １ ０ １ ０ ） ｆ 西 南科技 大 学矿物 材料 及应 用研 究所 ， 绵阳 ６ ２ １ ０ １ ０ ）
摘 要 ：基 于 改 进 的 Ｈ ｕ ｉ Ｔ ｌ ｍ ｅ ｒ ｓ 法制备氧化石墨（ Ｇ ０ １ ， 并 以长 链 烷 基 季 铵盐 （ Ｃ ｎ Ｔ Ａ Ｂ １ 对其进行插层处理 ； 通过改变 Ｃ ． Ｔ Ａ Ｂ的 链 长 、 浓
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Ｃ Ｔ Ａ Ｂ链 长 的 增 长 、 Ｃ Ｔ Ａ Ｂ浓 度 的 增 大 ， Ｃ Ｔ Ａ Ｂ ／ Ｇ Ｏ插 层 复 合 物 的 最 大底 面 间距 逐 渐 增 大 。 Ｃ Ｔ Ａ Ｂ通 过 离 子 键 作 用 和 疏水 键 作 用 插入到 Ｇ Ｏ层 间 ， 在Ｇ Ｏ 片层 上 的吸 附 规 律 符 合 修 正 型（ Ｍ ｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ） Ｌ ａ ｎ ｇ ｍｕ ｉ ｒ 模型， 即Ｃ ￣ Ｔ Ａ Ｂ以单 分 子 层 吸 附 在 Ｇ Ｏ片 层 上 根 据 Ｃ Ｔ Ａ Ｂ ／ Ｇ Ｏ插 层 复 合 物 最 大 底 面 间 距及 Ｃ ￣ Ｔ Ａ Ｂ插 入 量 的 变 化 规 律 分 析 ， 得出 Ｃ ． Ｔ Ａ Ｂ在 Ｇ Ｏ层 问 的 排 布 模 式 有 单 层 平 躺 模 式 、 类 双层平躺模式 、 单层 倾 斜 模 式 和单 层 直 立 模 式