高比表面积镁铝LDHs的制备、负载及其与PP熔融纺丝的研究硕士论文.doc

高比表面积镁铝LDHs的制备、负载及其与PP熔融纺丝的研究仿生材料， 2011， 硕士【摘要】 层状双氢氧化物(layered double hydroxides,简称LDHs)是一种层状结构的阴离子粘土,具有特殊的层状结构及物理化学性质。近几年,层状双氢氧化物已成为研究的热点,并在很多领域都有潜在的应用价值,特别是其对应的衍生复合氧化物,已被广泛应用于科学研究和工业生产,尤其是在吸附、催化等领域。LDHs的层间阴离子具有可交换性,可以作为阴离子交换材料来使用,其煅烧后的产物比表面高、吸附能力强,适合作为催化剂的载体。除此之外,LDHs具有热分解性,并具有优异的红外吸收能力和较宽的红外吸收范围。因此,LDHs添加到聚合物基体中可以赋予聚合物基体新的功能。本文采用共沉淀-煅烧-还原法制备了具有高比表面积的镁铝层状双氢氧化物(Mg-Al-CO3-LDHs)。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电显微镜(TEM)和N2吸附对还原前后的层状双氢氧化物的结构和性能进行了表征。以酸性红G为模型污染物评价了LDHs衍生的复合金属氧化物的吸附性能。通过实验表明在还原温度为6时得到了晶粒最小、比表面积最高的层状双氢氧化物。其微结构由最初的颗粒状变为具有裂隙孔的薄片状结构,比表.更多还原【Abstract】 Layered double hydroxides (LDHs) are a group of layered anionic clay, which consisting of layered structures and special physical and chemical properties. In recent years, LDHs have become a hot research and have potential applications in many fields. In addition, their corresponding mixed oxide has been widely used in scientific research and industrial production, especially as adsorbent materials or catalytic materials. LDHs have high anion exchange capacity and can be used as anion exchange m.更多还原 摘要 5-7 ABSTRACT 7-9 目录 10-14 第一章 绪论 14-32 1.1 前言 14 1.2 层状双氢氧化物及其衍生复合氧化物 14-19 1.2.1 层状双氢氧化物的组成与结构 15-16 1.2.2 层状双氢氧化物的性质 16-17 1.2.3 层状双氢氧化物的衍生复合氧化物及其性质 17-19 1.3 层状双氢氧化物的制备方法 19-23 1.3.1 共沉淀法 19-20 1.3.2 水热合成法 20-21 1.3.3 溶胶凝胶法 21 1.3.4 离子交换法 21 1.3.5 微波辐射法 21-22 1.3.6 焙烧还原法 22 1.3.7 金属氧化物制备法 22-23 1.3.8 生物模板法 23 1.4 LDHs在水体污染中的应用 23-27 1.4.1 水体污染的处理方法 23-25 1.4.2 LDHs吸附剂在污染水体中的应用 25-26 1.4.3 LDHs作为催化剂前驱体在污染水体中的应用 26 1.4.4 LDHs作为催化剂载体在水体污染中的应用 26-27 1.5 LDHs在其他方面的应用 27-30 1.5.1 LDHs作为阻燃剂的应用 28 1.5.2 LDHs作为远红外保温材料的应用 28-29 1.5.3 层状双氢氧化物在氧化还原催化反应中的应用 29 1.5.4 层状双氢氧化物在生物医药方面的应用 29-30 1.6 本论文的工作思路及主要内容 30-32 第二章 高比表面镁铝LDHs的制备及性能研充 32-46 2.1 引言 32 2.2 实验部分 32-34 2.2.1 实验原料 32-33 2.2.2 镁铝LDHs的制备 33 2.2.3 LDHs的还原 33 2.2.4 还原前后LDHs对应的复合金属氧化物吸附性能研究 33-34 2.3 样品表征 34-35 2.3.1 X射线粉晶衍射(XRD) 34 2.3.2 场发射扫描电镜(FE-SEM)分析 34 2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析 34-35 2.3.4 氮气吸附-脱附等温线 35 2.3.5 热重分析(TG) 35 2.3.6 紫外-可见吸收光谱(UV-vis) 35 2.4 结果与讨论 35-44 2.4.1 还原前后X射线衍射结果的比较 35-37 2.4.2 还原前后的形貌分析 37-38 2.4.3 还原前后的比表面及孔径分析 38-40 2.4.4 还原前后的热失重结果分析 40-41 2.4.5 高比表面层状双氢氧化物形成机理的探讨 41-42 2.4.6 还原前后LDHs所对应的复合金属氧化物吸附性能的比较 42-43 2.4.7 还原前后LDHs所对应的复合金属氧化物吸附热力学研究 43-44 2.5 本章小结 44-46 第三章 高比表面LDHs的表面负载及其复合氧化物性能的研究 46-65 3.1 引言 46 3.2 实验部分 46-50 3.2.1 实验原料 47 3.2.2 TiO_2/MMO-R-6的制备 47-48 3.2.3 TiO_2/MMO-R-6降解酸性红G的研究 48-49 3.2.4 ZnO/MMO-R-6的制备 49 3.2.5 ZnO/MMO-R-6降解酸性红G的研究 49-50 3.3 样品表征 50-51 3.3.1 X射线粉晶衍射(XRD) 50 3.3.2 场发射扫描电镜(FE-SEM)分析 50-51 3.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析 51 3.3.4 氮气吸附-脱附等温线 51 3.3.5 紫外-可见吸收光谱(UV-vis) 51 3.3.6 傅里叶红外光谱(FT-IR) 51 3.4 结果与讨论 51-63 3.4.1 TiO_2/MMO-R-6的X射线衍射结果分析 51-52 3.4.2 TiO_2/MMO-R-6的扫描电镜结果分析 52-53 3.4.3 TiO_2/MMO-R-6的比表面积结果分析 53-54 3.4.4 TiO_2/MMO-R-6降解酸性红G结果分析 54-56 3.4.5 ZnO/MMO-R-6的X射线衍射结果分析 56 3.4.6 ZnO/MMO-R-6的形貌分析 56-58 3.4.7 ZnO/MMO-R-6的比表面积及孔径分析 58-59 3.4.8 ZnO/MMO-R-6降解酸性红G结果分析 59-63 3.5 本章小结 63-65 第四章 熔融纺丝法制备PP/LDHs复合纤维 65-74 4.1 引言 65 4.2 实验部分 65-67 4.2.1 实验原料 65-66 4.2.2 实验流程 66 4.2.3 LDHs的表面改性 66 4.2.4 PP/LDHs母粒的制备 66 4.2.5 PP/LDHs复合纤维的制备 66-67 4.3 样品表征 67-68 4.3.1 接触角分析 67 4.3.2 傅里叶红外光谱(FT-IR) 67 4.3.3 场发射扫描电镜(FE-SEM)分析 67 4.3.4 复合纤维纤度的测定 67 4.3.5 复合纤维力学性能测定 67 4.3.6 复合纤维极限氧指数测试 67-68 4.3.7 复合纤维红外发射