水滑石概述

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最新水滑石的结构和性质以及市场应用介绍

最新水滑石的结构和性质以及市场应用介绍

1 水滑石的结构和性质水滑石是一类具有特殊结构和性能的无机化合物结晶体,化学名称为碱式碳酸镁、铝水合物,英文名称为Hydrotalcite。

自然界中所见到的自然状态的水滑石,数量很少,仅在俄罗斯、挪威等少数地区以矿物形式存在。

由于此类化合物有独特的性质和特点,各国用化学合成方法,相继投人科研力量,研制出百余种结构不同的水滑石,其中一些品种已经投入工业化生产。

水滑石作为新颖的化工产品,在化学工业、塑料工业、医药业中得到广泛的应用。

水滑石结构与水镁石Mg(OH)2结构相似,由MgO6八面体组成菱形单元层,由于Mg与AL离子半径相近,层板上Mg与AL离子相间排列,Mg与AL层带正电荷,两侧为带负电的OH-层,再外侧为碳酸根与H20层。

水滑石受热时,低于200℃,仅释放少量结晶水;在280℃左右,释放的都是游离水(结晶水);高于350℃时,丢失水及碳酸根离子转化的C02;直到450℃左右,丢失的都是水和C02。

低于500℃,分解过程仍是可逆的。

水滑石热分解曲线如图1所示。

图1: 水滑石热分解曲线应用于农膜的水滑石要求颗粒度较小,理想状态是球型结构,目前生产合成水滑石的公司和专利较多,专利和专论文献每年有百篇,其中报道较多的常用水滑石分子式见表1.水滑石结构中还可含有其他金属离子,因此水滑石是一类化合物,它的主要性质和特征相同,结构和性能是有差异的。

2 水滑石在农用薄膜中的作用水滑石在农膜中的应用有很多优点:增透、缓释、保温、与光稳定剂有协同和热稳定作用等,使水滑石与其他缓释剂相比有显著的优越性。

2.1 水滑石的增透作用在农膜中透光性能可用两个概念来表述:透光率和透明度。

透光率是透过农膜光线的光通量与入射光的光通量之比(用%来表示),透射光包括直射光和散射光。

透明度是直射光的透过能力,不包括散射光,一般用雾度来表示。

雾度是偏离入射光方向的散射光光通量与透过光光通量之比。

因此,雾度大也就是透明度不高。

冬季,为了提高塑料大棚内的温度,增加农作物产量,我国北方地区希望使用透光性能好、雾度低的农膜来铺设,主要用于反季节栽培的日光温室。

水滑石——精选推荐

水滑石——精选推荐

水滑石天然的水滑石[Mg6Al2(OH)16CO34H2O]在俄罗斯的乌拉尔和挪威的Snarum有少量的沉积。

1966年,日本协和化学工业株式会社在世界上首次成功地合成了水滑石。

第一个发现了水滑石作为抗酸剂在医药工业中的用途。

因具有特殊的层状结构及物理化学性质,在吸附、石化塑料稳定剂、催化领域中占有重要位置,使该种产品在世界各地销售。

我们海都化工独家代理日本DHT-4A合成的水滑石化合物。

水滑石的性能:(1)DHT-4A是一种合成的水滑石化合物,近来被进一步应用在塑料加工领域中,如聚烯烃生产的一种稳定剂(卤素净化剂)。

水滑石是无毒的热稳定材料。

还可以作为聚氯乙烯(PVC)高效、无毒、价廉的热稳定剂。

它可以有效地吸收PVC在加工和使用过程中分解产生的HCl,提高PVC的加工条件和热稳定性。

可与有机锡或铅锌共同作为热稳定剂,或与其他助剂共同使用,进一步提高PVC 的热稳定性。

DHT-4A本身无毒,可大范围代替铅盐和其他金属类稳定剂,且可用于食品包装PVC中。

(2)铝镁水滑石是高效、无毒、低烟、高性价比的优良的环保型阻燃剂。

水滑石兼有氢氧化镁和氢氧化铝类似的结构和组成,受热分解时释放出大量的水和二氧化碳,并吸收大量的热,能降低燃烧体系的温度;分解释放出的水蒸汽和二氧化碳气体能稀释和阻隔可燃性气体;热分解生成的镁铝氧化物与高分子材料燃烧时形成的炭化物,在材料表面形成保护膜,从而阻隔了氧的进一步侵入,也起阻燃效果。

水滑石粒子分解后的固体产物具有很大的比表面积及很强的碱性,能及时吸收材料热分解时释放的酸性气体和烟雾并转变成相应的化合物,从而起到抑烟和消烟的作用。

因此水滑石是很有希望的对环境友好的消烟型无毒无卤阻燃剂新品种。

其阻燃性能明显优于氢氧化铝和氢氧化镁,而且兼具两者的优点。

(3)水滑石与其它制剂混用,除了可改善高分子材料的耐热性外,还可以改善它们的其它性能。

如机械强度、抗老化温度、制品表面亮度、绝缘性能、抗静电性能、抗紫外线性能等。

水滑水滑石的组成及结构特征石

水滑水滑石的组成及结构特征石

水滑石的组成及结构特征水滑石类阴离子黏土是一种重要的层柱状新型无机材料, 主要包括水滑石( Hydrotalcite, 简称HT) 及类水滑石( Hydrotalcite- like compounds,简称HTlc) 。

由于独特的结构特性、组成及孔结构的可调变性以及优良的催化性能, 使其在催化、工业、医药等方面展示了广阔的应用前景, 已引起广泛关注。

典型的水滑石Mg6Al2( OH) 16CO3·4H2O是一种天然存在的矿物。

水滑石与水镁石(Mg( OH)2,Brucite) 的结构类似, 水镁石由Mg( OH) 2八面体相互共边形成层状化合物, 层与层之间对顶地叠在一起, 层间通过氢键缔合。

当水镁石层状结构中的Mg2+部分被半径相似的阳离子( 如Al3+、Fe3+、Cr3+) 取代时, 会导致层上正电荷的积累, 这些正电荷被位于层间的负离子( 如CO32-) 平衡, 在层间的其余空间, 水以结晶水的形式存在,形成图1所示的层柱状结构。

当Mg2+和Al3+被半径相似的二价或三价阳离子同晶取代, 或CO32-被其他阴离子取代, 即形成所谓HTlc。

类水滑石具有和水滑石相同的结构, 差别在于层上阳离子和层间阴离子的种类和数量, 二者统称为水滑石。

由水滑石的结构可知, HTlc 的主要特征由Brucite层的性质、水及阴离子的位置和类型以及层的堆积形式决定。

位于层间的水、阴离子可以断旧键而形成新键, 使其在层间自由移动。

水和CO32-中的氧原子尽可能地通过层上OH-靠近或分散于对称轴(相距约0. 5×10- 10m) , 层上羟基与CO32-通过氢键相互联接。

HTlc可用通式[ M( II) 1- x M( III) x ( OH) 2] x+ [A x/ n n-]·mH2O来表示, 其中M2+和M3+分别代表层上二价和三价阳离子, A n-为层间阴离子, x=M3+/ ( M2++M3+) 。

水滑石生长条件

水滑石生长条件

水滑石生长条件水滑石是一种自然界中常见的矿物,具有类似膨润土的属性。

在矿物学中,水滑石属于硅酸盐矿物,化学式为Mg3Si4O10(OH)2。

在自然条件下,水滑石的生长主要受到以下几个要素的制约:温度、pH值、离子浓度、溶液成分和生长时间等。

温度是水滑石生长的重要因素之一,因为水滑石的晶体结构是由层状的硅氧簇和镁离子层交替排列形成的。

温度的变化会直接影响水滑石结晶中的离子运动速率,从而影响水滑石结晶的速度和质量。

通常情况下,水温较低,水滑石的生长速度较慢,而温度升高则会加速水滑石生长的速度。

pH值也是影响水滑石生长的重要因素之一。

水滑石在中性到碱性条件下稳定,但在酸性条件下易被溶解,因此pH值的变化直接影响水滑石的形成和生长。

适宜的pH值范围为7.5~10.5,此时水滑石的生长速度较快,晶体形状和质量也较好。

离子浓度也是影响水滑石生长的关键因素之一。

水滑石的结晶主要是靠镁、硅和氢氧根等离子体在水溶液中的互相作用形成的。

当溶液中的离子浓度过高或过低时,会影响到晶体的正常形成和生长。

因此,对于水滑石生长的离子浓度需要控制在适当的范围内才能促进水滑石的生长。

溶液成分也是影响水滑石生长的因素之一。

溶液成分包括水质、溶液中所含的离子物种、有机物质等。

不同的组合、浓度和温度会对水滑石结晶的形成和生长产生不同的影响。

普遍认为,水质干净、溶液中无杂质的情况下,水滑石的结晶和生长更容易进行。

生长时间也是影响水滑石生长的重要因素之一。

时间的长短会直接影响到水滑石晶体的大小和形状。

而且当溶液在生长一段时间之后,对水滑石结晶的影响也会逐渐增大,从而影响到晶体的形状和质量。

综上所述,水滑石的生长受到诸多因素的影响,其中温度、pH值、离子浓度、溶液成分和生长时间等是影响水滑石结晶的关键因素。

若想促进水滑石晶体的生长,需要在这些要素的基础上进行控制和调整,从而得到理想的晶体形态和品质。

水滑石在防火涂料中的阻燃机理

水滑石在防火涂料中的阻燃机理

水滑石在防火涂料中的阻燃机理有句俗话说得好“防火防盗防师兄”,防火排在第一位,可见防火的紧要性。

随着防火观念的普及,防火涂料因涂饰工艺简便,防火性能优异,其应用越来越广泛,特别是在学校、工厂等人流密集的公共场所。

防火涂料重要是通过涂覆在材料表面起到防火、隔热的作用,在防火涂料配方中添加防火填料可以使涂料耐火性能加强,并降低可燃气体的排放,提高炭层质量,使得炭层更加致密,从而起到隔火隔热作用,能够有效防止火势快速扩散。

水滑石(LDH)是一种带正电荷的金属氧化物层和带负电的阴离子构成的纳米层状材料,以水滑石为添加型防火填料制备的防火涂料,具有良好的阻燃性能。

防火涂料的制备工艺水滑石对防火涂料性能的影响(1)水滑石的添加可以使炭层更加均匀致密,坚固,使得炭层能够较好的隔绝火焰,使得涂层防火性能加强,增长耐燃时间。

(2)水滑石可以提高防火涂料的成炭量.(3)水滑石可以改善防火涂料的释烟性能,降低烟密度等级。

水滑石的阻燃机理水滑石在防火涂料中的阻燃机理为固相阻燃机理,当防火涂料受热时,首先水滑石层间自由水受热分解,并带走一热量;连续受热,水滑石层板间的结合水脱去,带走热量,并有一碳酸根受热分解成二氧化碳,二氧化碳为不燃气体,和水蒸气一起逸出不仅能带走热量,还能稀释空气中的氧浓度。

在接下来的燃烧过程中,水滑石因脱水,层间氢键小时,层板坍塌,片层结构游离于防火涂料中心,与此同时,膨胀型防火涂料IFR体系发挥作用,聚磷酸铵APP受热分解形成磷酸、焦磷酸等物质,促进基体和季戊四醇PER成炭,形成熔融炭质层,坍塌的水滑石片层结构游离于熔融质炭层当中加强炭层强度,加上气源三聚氰胺MEL的分解,产生氨气、氮气等不燃性气体,逸出访得熔融质炭层膨胀,并带走热量,膨胀炭层随着持续加热而渐渐稳固,起到隔火隔热的作用,保护基体,使得基体不连续分解,达到阻燃的目的。

镁铝水滑石 表征

镁铝水滑石 表征

镁铝水滑石表征
镁铝水滑石是一种矿物,化学式为Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O。

它是一种白色至灰色的软质岩石,具有良好的滑腻感和光泽。

在工业上,镁铝水滑石是一种广泛使用的重要原料。

它被用作填充剂、涂料、塑料、橡胶等材料的增强剂,以及制造各种陶瓷、玻璃、纸张等产品的原料。

此外,镁铝水滑石还被广泛应用于建筑、医药、食品等行业。

镁铝水滑石的表征包括其晶体结构、矿物成分、物理特性等。

X 射线衍射分析表明,镁铝水滑石属于层状双羟基簇石类矿物,其结构由镁、铝和碳酸根离子交替排列而成。

矿物成分主要包括镁、铝、碳酸根、水等元素。

物理特性方面,镁铝水滑石的硬度为2.5-3,比重为2.5-2.8 g/cm3,具有很好的滑腻感和光泽。

总之,镁铝水滑石是一种重要的工业原料,具有广泛的应用前景。

其表征包括晶体结构、矿物成分、物理特性等方面,对于深入研究其性质和应用具有重要意义。

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水滑石研究报告

水滑石研究报告

水滑石研究报告
水滑石,又叫作镁硅酸盐,是一种常见的矿物,其化学式为Mg3Si4O10(OH)2。

因其在水中形成黏滑的质感,故取名水滑石。

水滑石是一种重要的产业矿物,在建筑、塑料、橡胶、油漆、纸浆、陶瓷、医药等领域具有广泛的应用。

一般来说,水滑石有两种不同的晶体结构:一种是层状结构,另一种是串联结构。

层状水滑石呈片状或薄片状,可以剥离成薄膜或纤维;串联水滑石则具有纤维状或柱状的形状。

水滑石的物理性质包括硬度为1.5到2.5,密度为2.2到2.7 g/cm3,断口呈片状或贝壳状,大多数水滑石呈珠状、块状或粉状。

金属离子与氢离子在水滑石中交替排列,形成状如螺旋的层状结构。

水滑石有普通水滑石和高岭土水滑石之分,具有不同的化学成分和物理特性。

水滑石的制备方法有多种,主要分为矿山法和化学法两种。

矿山法为人工开采水滑石矿石,分选后提纯,可获得不同粒度的水滑石颗粒;化学法则常常利用高岭土原料,通过高温处理、酸碱处理等方法来制得水滑石颗粒。

从应用的角度看,水滑石存在多种用途。

在建筑领域,水滑石可用于生产涂料、硅藻泥等墙面装饰材料;在制造领域,水滑石可用于生产塑料、橡胶、纸浆等材料;在医药领域,水滑石则可用于制备药品的包衣、辅料等。

总之,水滑石是一种具有重要应用价值的矿物,与人们的日常生活密切相关。

未来,随着科技的发展和工业的进步,水滑石的应用领域也将不断扩大和深化。

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍水滑石是一种属于滑石矿物的石墨石种,化学组成为Mg3Si4O10(OH)2、它的晶体结构是层状的,由SiO4四面体和Mg(OH)2八面体构成,这种层状结构使得水滑石具有一系列独特的性质和应用。

首先,水滑石具有良好的热稳定性。

由于水滑石的结构中含有水分子,它在加热时会释放出结晶水,而不会发生分解或融化。

这使得水滑石成为一种优秀的耐高温材料,在高温条件下仍能保持其结构稳定性。

其次,水滑石具有优异的吸附能力。

由于其层状结构中存在着缺陷和空隙,水滑石能够吸附和储存各种气体、液体和离子,并能在一定条件下通过恒温加热或脱水再生。

这使得水滑石在环境保护、储能和催化等方面具有广泛的应用前景。

水滑石还具有良好的阻隔性能。

由于其层状结构中的缺陷和微孔,水滑石能有效地阻隔气体、水分和有机物的渗透。

因此,水滑石常被用于制备封闭性能优异的材料,如隔热材料、防水材料和防腐蚀材料。

此外,水滑石还具有一定的垂直导热性能。

由于水滑石是一种层状结构材料,其内部存在着垂直于层状结构的导热路径,使得其在一定程度上具有导热的能力。

这使得水滑石可以被用作导热界面材料,如导热膏、导热绝缘材料等。

在市场应用方面,水滑石具有广泛的用途。

首先,水滑石常被用于制备陶瓷材料。

由于其独特的层状结构和热稳定性,水滑石能够作为一种优质陶瓷材料基体,在陶瓷制品中起到增强、填充和改善结构的作用。

其次,水滑石被广泛应用于纸浆、陶瓷和油墨等行业。

由于其优秀的吸附能力和阻隔性能,水滑石能够作为一种填料和增白剂添加到纸浆和油墨中,以提高其质量和性能。

另外,水滑石还被用作环境治理和污水处理的材料。

由于其吸附能力和垂直导热性能,水滑石可以用于处理废水和污水中的重金属离子和有机物,以达到净化水质和回收资源的目的。

此外,水滑石还有医药和健康保健等领域的应用。

由于其层状结构和亲水性,水滑石能够作为一种药物载体和保健品添加剂,用于制备缓释药物和功能性食品。

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水滑石类化合物编辑词条参与讨论(1条)水滑石类化合物包括水滑石(Hydrotalcite)和类水滑石(Hydrotalcite-Like Compounds),其主体一般由两种金属的氢氧化物构成,又称为层状双羟基复合金属氧化物(Layered DoubleHydroxide,LDH)。

水滑石的插层化合物称为插层水滑石。

水滑石、类水滑石和插层水滑石统称为水滑石类插层材料。

目录[隐藏]水滑石••历史发展••结构特征••主要性质••插层组装方法••结构表征方法••应用前景水滑石类化合物-历史发展LDHs的发展已经历了一百多年的历史,但直到二十世纪六十年代才引起物理学家和化学家的极大兴趣。

1842年,Hochstetter首先在片岩矿层中发现了天然水滑石矿物。

后来又相继在挪威的Sunarum地区以及俄罗斯的Ural地区发现了少量的天然水滑石矿。

在二十世纪初,人们发现了LDH对氢加成反应具有催化作用,并由此开始了对LDH结构的研究。

1942年,Feitknecht等首次通过金属盐溶液与碱金属氢氧化物反应人工合成出了LDH,并提出了双层结构模型的设想。

1966年,Kyowa公司首先将LDH的合成工业化。

1969年,Allmann等通过测定LDH单晶结构,首次确认了LDH的层状结构。

七八十年代时,Miyata等对其结构进行了详细研究,并对其作为新型催化材料的应用进行了探索性的工作。

在此阶段,Taylor和Rouxhet还对LDH热分解产物的催化性质进行了研究,发现它是一种性能良好的催化剂和催化剂载体。

Reichle等研究了LDH及其焙烧产物在有机催化反应中的应用,指出它在碱催化、氧化还原催化过程中有重要的价值。

进入二十世纪九十年代,人们对LDHs的研究更为迅速。

随着现代分析技术和测试手段的广泛应用,人们对LDHs结构和性能的研究不断深化,对LDHs层状结构的认识加深,其层状晶体结构的灵活多变性被充分揭示。

特别是近年来,基于超分子化学定义及插层组装概念,有关LDHs的研究工作获得了更深层次上的理论支持,在层状前体制备、结构表征、超分子结构模型建立、插层组装动力学和机理、插层组装体的功能开发等诸方面得到了许多具有理论指导意义的结论和规律。

尤其是其可经组装得到更强功能的超分子插层结构材料的性质,引起了各国研究者和产业界的高度重视,使得LDH在一些新兴的领域展示了广阔的应用前景。

水滑石类化合物-结构特征LDHs是由层间阴离子及带正电荷层板堆积而成的化合物。

LDHs的化学组成具有如下通式:[M2+1-xM3+x(OH)2]x+(An–)x/n∙mH2O,其中M2+和M3+分别为位于主体层板上的二价和三价金属水滑石结构阳离子,如Mg2+、Ni2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Pd2+、Fe2+等二价阳离子和Al3+、Cr3+、Co3+、Fe3+等三价阳离子均可以形成水滑石;An–为层间阴离子,可以包括无机阴离子,有机阴离子,配合物阴离子、同多和杂多阴离子;x为M3+/(M2++M3+)的摩尔比值,大约是4:1到2:1;m为层间水分子的个数。

其结构类似于水镁石Mg(OH)2,由MO6八面体共用棱边而形成主体层板。

位于层板上的二价金属阳离子M2+可以在一定的比例范围内被离子半价相近的三价金属阳离子M3+同晶取代,使得层板带正电荷,层间存在可以交换的的阴离子与层板上的正电荷平衡,使得LDHs的整体结构呈电中性。

此外,通常情况下在LDHs层板之间尚存在着一些客体水分子。

水滑石类化合物-主要性质酸碱双功能性:LDHs的层板由镁氧八面体和铝氧八面体组成。

所以,具有较强的碱性。

不同的LDHs的碱性强弱与组成中二价金属氢氧化物的碱性强弱基本一致,但由于它一般具有很小的比表面积,表观碱性较小,其较强的碱性往往在其煅烧产物双金属氧化物(Layered Double Oxide,LDO)中表现出来。

层间离子的可交换性:LDHs的结构特点使其层间阴离子可与各种阴离子进行交换一般而言,高价阴离子易于交换进入层间,而低价阴离子易于被交换出来。

利用LDHs的这种性质可以调变层间阴离子的种类赋予水滑石不同的性质,合成不同类型的水滑石。

热稳定性:水滑石的热分解过程包括脱层间水、脱羟基和新相生成等步骤。

对于镁铝碳酸根来说,在空气中低于200 ºC时,仅失去层间的水分,而对其结构没有影响;当加热到250~450 ºC时,层间水分失去的同时有CO2生成;加热到450 ~500 ºC后,脱水比较完全,CO32–消失,完全转变成CO2,最后剩余物是Mg6Al2O8(OH)2。

当加热温度不超过550 ~600 ºC,则这一分解过程是可逆的,在这一过程中仅表现为适当的表面积增加,孔体积增大以及形成了酸碱中心。

当加热温度超过了600 ºC时,则分解后形成的金属氧化物的混合物开始烧结,从而使表面积降低,孔体积减小,同时形成尖晶石MgAl2O4。

记忆效应:所谓记忆效应是指在一定条件下,将水滑石热分解所获得的氧化物在一定外界条件下,可使之恢复到起始物质状态。

但是,记忆效应与热分解的温度有关,当温度过高时,分解产物无法恢复至水滑石的结构。

同时,此种恢复不是百分之百的恢复,且在恢复过程中,其结晶度会有所降低。

水滑石类化合物-插层组装方法共沉淀法是制备LDHs的基本途径,可以一步组装得到LDHs插层物质。

1942年,Feitknecht 等首先用这种方法合成了LDH。

该方法以构成LDHs层板的金属离子混合溶液在碱作用下同时隔绝CO2的条件下发生共沉淀,其中在金属离子混合溶液中或碱溶液中含有所要合成组成的阴离子基团,共沉淀物在一定条件下晶化即可得到目标LDHs。

该法的优点是几乎满足离子半径条件的所有的M2+和M3+都可形成相应的LDHs,应用范围广;调整M2+和M3+的原料比例,可制得一系列不同M2+/M3+比的LDHs,所得LDHs品种多;可使不同功能的阴离子存在于层间,制备一系列层间阴离子不同的LDHs。

离子交换法是从给定的LDHs出发,将所需插入的阴离子与LDHs层间阴离子在一定条件下交换,一般是用层间为一价阴离子的LDHs作为交换离子交换法前体,一价阴离子与欲插入的阴离子进行交换,组装出结构有序的超分子插层材料。

这种方法插入的客体一般是具有较高电荷密度的二价或更高价态的阴离子,且反应时间较短,是合成一些特殊组成LDHs的重要方法。

离子交换反应进行的程度与离子的交换能力、层的溶胀与溶胀剂、交换过程中的pH值以及层板电荷密度等因素有关。

水热合成法,不同于共沉淀法,此法是以含有构成LDHs层板金属离子难溶性的氧化物和氢氧化物为原料,与碱液一起混合,在高温高压下进行水热处理,由于在高温下,金属化合物或者氢氧化物的原子重新排列,从而得到LDHs。

常用的氧化物或者氢氧化物为Al2O3、MgO、Al(OH)3、Mg(OH)2等。

水热处理温度、压力、投料比等对LDHs的制备具有较大的影响。

水滑石类化合物-结构表征方法粉末X 射线衍射(XRD )是最常用的表征方法之一。

考察LDHs 插层组装体的(003)衍射峰位置是否相对于层间为无机阴离子LDHs 的(003)衍射峰位置向低衍射角度方向发生位移,通常是判断有机分子或离子是否插入层状主体层间形成超分子结构插层产物的有力证据之一。

红外(FT-IR )是检测LDHs 插层组装体的层间阴离子,确定其超分子结构的重要方法之一。

热重(TG )和差热分析(DTA )是表征LDHs 插层组装体热稳定性的常用方法,以一定的升温速率,通过测量样品质量损失情况,来研究物质的成份和结构。

如与质谱联用,通过分析LDHs 插层组装体在热处理过程中所分解的气相产物可了解LDHs 插层组装体的热分解机理。

透射电镜(TEM )和扫描电镜(SEM )通常用于表征水滑石的分布和分散性,可反映LHDs 材料的形貌、粒径大小等信息。

水滑石类化合物-应用前景新型杀菌材料:LDHs 特殊的化学组成,使其对多种微生物和菌类的生长有显著的抑制作用,用于塑料、农膜可防止表面蛰生物的形成,用于建筑涂料可避免生成霉菌。

与ZnO 、Fe2O3以及含银盐的杀菌材料相比,LDHs 具有如下优点:有效杀菌成分高度分散,杀菌效率高;在合成材料中分散性好,力学性能优异;耐光和耐候性好,不易脱色。

将水滑石类化合物添加到牙膏、牙刷、假牙等口腔用品或材料中,还可以有效抑制口腔细菌。

紫外阻隔材料:紫外线辐射带来的各种危害已经引起人们的广泛关注,各种抗紫外线材料的研制成为国内外的研究热点之一。

ZnAl-LDHs 焙烧产物LDO 具有良好的紫外阻隔性能。

在250~365 nm 范围内,ZnAl-LDO 紫外透过率明显低于MgAl-LDO ,说明前者具有良好的紫外阻隔性能。

随着LDHs 前体Zn/Al 摩尔比的提高,ZnAl-LDO 紫外透过率相应降低,表明Zn/Al 摩尔比提高,ZnAl-LDO 紫外阻隔性能增强。

水滑石电镜图阻燃剂阻燃剂:经插层组装可使LDHs的层间具有丰富的阻燃性物种CO32-和结晶水,在受热燃烧时,释放阻燃性气体CO2起到隔绝氧气和降低材料表面温度的作用。

同时LDHs在表面形成凝聚相,阻止燃烧面扩展。

LDHs受热分解后,借助纳米尺寸在材料内部形成高分散的大比表面固体碱,对燃烧氧化产生的酸性气体具有极强的吸附作用,从而起到优异的抑烟作用。

LDHs作为阻燃剂加入聚氯乙烯(PVC)中具有明显的阻燃和抑烟效果,较小的添加量就可在不降低材料氧指数(LOI)的同时,使抑烟效果显著提高水滑石材料属于阴离子型层状化合物。

层状化合物是指具有层状结构、层间离子具有可交换性的一类化合物,利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性,将一些功能性客体物质引入层间空隙并将层板距离撑开从而形成层柱化合物。

水滑石类化合物(LDHs) 是一类具有层状结构的新型无机功能材料, LDHs的主体层板化学组成与其层板阳离子特性、层板电荷密度或者阴离子交换量、超分子插层结构等因素密切相关。

一般来讲,只要金属阳离子具有适宜的离子半径(与Mg2 +的离子半径0.072 nm相差不大)和电荷数,均可形成LDHs层板[1]。

其化学组成可以表示为[MⅡ1-xMⅢx (OH)2] x + (An- )x/n•mH2O ,其中MⅡ为Mg2 + , Ni2 + , Co2 + , Zn2 + ,Cu2 + 等二价金属阳离子;MⅢ为Al3 + , Cr3 + , F e3 + , Sc3 + 等三价金属阳离子;An - 为阴离子,如CO2 -3 , NO3 -, Cl - , OH - ,SO24 -, PO34 - , C6H4 (COO)2 2 -等无机和有机离子以及络合离子,则层间无机阴离子不同,LDHs的层间距不同[2]。

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