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高分子材料
专业文献
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合成云母纳米级复合材料与表征,高分子材料,专业文献
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合成云母纳米级复合材料与表征 桑吉夫夏尔马，斯里达尔， 要 低电荷肿胀云母与几个功能有机部分纳米级复合材料是在较温和的120 的 水热条件下合成的，其粉末在 ，扫描电子显微镜和紫外，红外和能量色散光谱均有特征。低电荷云母显示亲和力为吸收一系列有机客体分子，包括纤维素和果糖。所有的纳米复合材料保留了父云母的层状结构与客体分子占领云母层的间距。 关键词 ：纳米复合材料，合成氟金云母，插入 在过去的十年中， 研究领域涵盖了纳米复合材料的显著增长（ 1992； 授和北奥， 2000； 鲁伊斯 - ， 2004）。最近这方面的研究是通过使用粘土纳米复合材料的尼龙作为定时触发封面皮带，由丰田汽车有限公司（ 人， 1990）。纳米复合材料有边缘比传统合成云母作为两者的互混阶段是在纳米水平这导致改进的物理和化学性能，例如拉伸强度（李和张，1996），电导率（阿兰达等人， 2006），阻隔性能（ 莱伯龙， 2006）和热稳定性（ 人， 2000）。而且纳米复合材料的结构和性能 可以在所需进行定制方法通过选择性地选择有机和无机相（ 1996 ;白， 2004）。无机基质与加强生物分子如多糖：淀粉（ ， 2002 年， 2003 年），脱乙酰壳多糖（ 人， 2006）和纤维素（库马尔和 2007），肽和蛋白质（生驹等人， 2001; 2001;人， 2001;毕齐等人， 2002; 人， 2002; 人， 2004 年 ， 2004），酶（ ， 1995 ; 德 等人， 2001; 人 ， 2004 ;)和 等， 1999， 2000）有被研究相当广泛。这些复合物被称为“ 纳米级复合材料 ”，它除了显示出改进的性能是可生物降解和生物相容（ 鲁伊斯 - 人， 2005）。 纳米级复合材料有可能在采用通用的材料组织工程，人工骨骼，基因治疗，生物传感器，缓慢 送系统和食品包装材料（欧尔摩等人， 1987;包蒂斯塔等人， 2001; 2003;鲁伊斯 - ， 2005）。到目前为止，主要是蒙脱石粘土，层状双金 属氢氧化物和羟基磷灰石被用作无机基质的合成的 纳米级复合材料因为他们是环境友好和生物相容性。然而，肿胀合成云母，近亲的粘土家庭很少受到关注，并已在探索一些研究（羽田孜等人， 2007 年 a， b）所示。我们一直在调查合成及在我们的研究合成云母肿胀结构组，我们通过报道的几个肿胀云母合成各航线（保卢斯等， 1992 ; ， 1998， 2001;儿玉和 1999年 a ， B ; 人， 2005）。在此我们有报道低充电肿胀云母的插层性能水热条件下的有机物质。这项研究还有 关理解的有机交互的机制如杀虫剂，除草剂与土壤的粘土，可以是污染物在环境土壤污染管制有用。 氟化钠，硅酸，硝酸铝，碳酸镁，果糖，纤维素，胆固醇，明胶和脯氨酸由奥德里奇法获得，而不使用任何进一步的纯化。 成方法 低电荷肿胀 合成 低电荷溶胀云母 （ ，简称 以下是合成云母在我们以前的方法（ 人， 2005；拉薇雅和 2008）。氟化钠，硅酸，聚合氯化铝氯化镁 混合在铂坩埚中的化学计量比与被加热到850C 5 小 时后被冷却至室温。的最终产品是白色，用去离子水洗涤多次使用离心和干燥之前使用它作为宿主的插层。 粉末 x 射线衍射模式 (a)纤维素纳米复合材料 (b)果糖纳米复合材料和 (c)钠云母 纳米复合材料的合成 在一个典型的反应 摩尔的有机混合，用 摩尔的 母和 度的去离子水。整个反应混合物被转移到一个具有聚四氟乙烯衬里的反应容器内，在 120C 24 小时最终产品加热用去离子水和酒精 几次以确保除去过量的外表面有机分子。 线 (a)纤维素纳米复合材料 (b)果糖纳米复合材料和 (c)钠云母 征 粉末 射仪上采用 射（ K = X 射线粉末模式被记录在的房间 和 2 秒的红外光谱数据的采集时间步长的温度被记录在使用 有 纳米级复合材料的 片分光光度计。 析使用的是珀金埃尔默公司制 行在生物纳米复合材料样品与加热速率氮气系统 10C 外光谱记录在乙醇的纳米复合材料分散在 里 100 紫外可见分光光度计的解决方案一。 情 况 (a)纤维素纳米复合材料 (b)果糖纳米复合材料和 (c)钠云母 几种生物功能的有机插层的拓扑云母夹层内物种已经取得了低温水热处理在自生压力，确定由 定。所有合成的固体保留父层状云母，这是明显的从 溶胀云母为特征的强反射 001）和其他亚（ 003） 反射在 4。有机分子的插层应该转变这（ 001） 反射 取决于它们的尺寸和层间安排。 X 射线粉末衍射图案（图 1）显示存在的主要广泛的（ 001）反射 12 之间 14 表明母层状结构仍然是（合并后保持生物分子）。其他的三纳米复合材料包括胆固醇，明胶和脯氨酸也表现出类似的宽但扩大反射（图中未示出）。相对较小的在大尺寸的层间距扩大尽管嵌入纤维素分子可以归因于有机物的结构或部分插层在层间的空间粘土的边缘。确保有机物种已经插在溶胀云母进行了不同的光谱方法和热分析。具有良好的有机物插层的层状无机矩阵已知的改变它们的热行为。为此我们热重和差热分析（ 行层复合材料的。 原始云母一个小的重量损失在 50温度范围内进行 200C 由于层间水分子的损失（图 2C）。纤维素云母复合材料（图 2A）显示一个小的重量损失低于 100C，这可以归因于表面吸附的水分子。观察到的范围在 100200C 不减肥，这表明在层间水分子的缺失云母。看来，水热处理过程中的层间是由有机分子取代水。果糖的纳米复合材料表现出（图 2B）在热重分析不同的行为，一个低温失重温度范围在 50120C 可以归因于吸附的水的存在下在纤维素云母纳米复合材料。在温度范围进一步的重量损失 120200C 可以分为层间水的存在分子。由于果糖发生在减肥温度范围 250450C 在 应的吸热 /放热的重量损失峰在差热分析中观察到的（图 3） 。差热分析纤维素云母纳米复合材料（图 3A）表现出一个恒温下 100C，可以归因于存在的表面吸附水。接下来的两个放热转变的温度范围为 300400C 是燃烧的纤维素后跟一个广泛的相关放热转变 550 以上 C 对应可能是云母结构的变化。对于钠云母（图 3C）和果糖（图 3c）纳米复合材料在较低的观察是一个吸热峰的温度范围内，这表明水分子的存在下，在不同的纤维 素纳米复合材料夹层。果糖纳米复合材料的两个弱放热转换在 260C 和 430C 可以归因于层间果糖燃烧（图 3b）基于 立成分分析纳米复合材料以及原始云母。对于原始的云母的结构公式被发现是 样为果 糖 、 纤 维 素 是 别进一步检测有机官能团的存在进行红外光谱分析 。钠云母表现出强烈的频带所产生的的存在下，水和氧的伸缩金属框架中指纹区（图 4c） 。水化云母具有很强的水变形带在 1640 厘米 1 对称水伸展中心位于 34003500 厘米 1。 铝变形带可以找到附近 630 厘米 1， 曲与镁在 哦 685 厘米 1， 面 750 厘米 1 由于硅 50 厘米 1。所有的纳米复合材料表现出的红外特征 原始的云母 （ 1000400 厘米 1）表明母体结构是完整的，有机插层没有影响硅酸铝框架结构的完整性。水羟组可以看到在 3440 厘米 1HOH 弯曲模式和 1640 厘米 1OH 的变形模式。水的存在可以解释由其吸附在表面（如据以上）。的 CC C H 和 C 的存在， 团进行分析带在频率范围30202800 厘米 114001200 厘米 1。纤维素纳米复合材料的红外光谱分析（图4A）揭示了一个乐队在 3650 厘米 1 这可以归因于 C基的纤维素由于溶胀云母 有免费的 M哦端基和 图 2A）排除了任何夹层的存在在纤维素 云母纳米复合水。两个尖锐的峰 2875 厘米 12935 厘米 1 可以被分配到 。它是值得注意的是， 1640 厘米 1 带的产生是由于水 弯曲模式以及 C哦，具有低得多的频率在纤维素纳米复合材料相比，纯云母表现出强烈的频带在 1640 厘米 1 由于层间水。其他的特性的 C哦带位于1430 和 1200 厘米 1。基于 析我们得出这样的结论：所有的夹层水钠云母已取代纤维素在热插。果糖基纳米复合材料的红外光谱分析（图4B）证实了这一事实，水分子的结构保留。在 3400 厘米、宽波段强 11640 厘米 1 表明在水的存在下的结构以及强大的氢接合。特性的 C命令与控制 O 带位于 1430 和 110 0 厘米 1。其他的三纳米复合材料包括胆固醇，明胶和脯氨酸含量也表现出 C C， C不如图所示）的有机分子的合成粘土夹层表明他们的插层特征。 有机分子表现出的特征转换为羰基在电磁光谱的紫外范围组可用于官能团的识别。图。我们有比较了各样品的紫外光谱，钠云母似乎是透明的的紫外线辐射而所有有机插层纳米复合材料具有吸收带的碳骨架的产生羰基（ 230 280 形态合成固体的确定采用 显微照片显示纳米复合材料的板状、棒状的 习惯发生（ 6。通过能谱元素分析揭示了在插层的纳米复合材料的钠离子的存在，这认为只有层间水交换和有机钠离子的电荷平衡部分提供 扫描电子显微图 (a)纤维素复合 (b)果糖复合和 (c)钠云母 4 结论 使用了几种生物纳米复合材料合成云母具有不同形状的有机分子，大小和生理功能。低收费的溶胀云母是一个很好的基质材料有机分子的范围。 19in as a es as as et 2002, 2003),et 1987;et 2001; et 2003; et 2005)as a as 2 (2009) 553558et 2006) 2007),et 2001; 2001;et 2001; et 2002; et 2002; et 2004; et 2004), et 1995; 2001;2004;)1999,2000)to as“in in +1 814 865 1542; +1S. 0169 2008 is to of of 2004). of be in et 2004). by of in o (et is at as 2006),2006) of ee 1996), 2000). et 2007a,b). We of in et 1992; et 1998, 2001;999a,b; et 2005). of o of 3 007in 3 0088 008 008of et 2005)be 65 6802, 20 C by of a of 2008 of to et 2005; 2008). in in a 50 C h to it as a . S. 2 (2009) 553of of 20 C 4 h. to of 1. a) 2. a) b) c) Na on a k=). at a s. Br TA on in a 0 C/UV on on a 00 is b) c) Na 3. a) b) c) of to as of is is by S. 2 (2009) 5535584. a) b) c) Na of in of be to of in or of To . S. 2 (2009) 55355801)03). of is to of 00l) c 2 is in we of in is to in 5. UV a) b) c) a) b) c) Na S. 2 (2009) 553558of of a in 0200 C to of 2c). 2a) a C, be to No in 00200 C,of It 2b) a in 0120 C to of as in in 00C be to of to in 50450 in 3). 3a) C be to of in 00400 C to of by a 50a 3c) 3c) an in of 60 C C be to of 3b)on G T we as as to it 5of Na of in 4c). a 640 4003500 . iOAl be 30 ,Al gOH ,Al in 50 iO . 000400)is of of HOOH of be on GA C, CH OH by in 0202800 4001200 4a) a 650 be to OH in 935 be It 640 to as as OH in as to a 640 to H 430 200 TA R we a by 4b) 400 640 of in 430 . C, Cof in of in of of 5 we 230 280 of of in of to be a of P., M., R., M., E., of in 95, 104 A., A., D., 2001. of a on B, 1, 567A., F., S., N., ., 2002. 9 (4), 709 D., 2000. 2 (11), 3376 S., 1995. of by 1, 175 J., 1999. NA in 21, 1399 2000. 9, 4041T., J., 2001. of on B, 1 (4), 329T., O., J
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