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     水滑石

專業(yè)生產(chǎn)水滑石

2.水滑石結(jié)構(gòu)及作用機(jī)理:

   水滑石是一種具有層狀結(jié)構(gòu)的化合物（圖1為鎂鋁水滑石層狀結(jié)構(gòu)圖），水滑石的通式可表示為［M2 1-XM3 X(OH)2］X ［An-X/n?mH2O］X-其中M2 為二價金屬陽離子，M3 為三價金屬陽離子。An-為堿性溶液中可穩(wěn)定存在的無機(jī)和有機(jī)陰離子，不同的M2 和M3 ，不同的層間陰離子An—便可形成不同的水滑石。經(jīng)有機(jī)化處理的納米蒙脫土引入到氨綸制造中擴(kuò)鏈劑組分，由于擴(kuò)鏈劑與預(yù)聚體反應(yīng)發(fā)生大量熱量將片層撐開、引入擴(kuò)鏈劑單體分子后蒙脫土面層的間距擴(kuò)大到2。常見水滑石的化學(xué)組成包括層板內(nèi)原子以共價鍵（離子鍵、氫鍵）連接并具有可交換的陰離子（如CO32-、Cl）,其基本的性能是堿性，特殊的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu),使其具有一系列獨(dú)特、優(yōu)異的性能和功效。該類材料中CO32-可以有效地吸收PVC降解時脫出的HCl,減緩HCl對PVC樹脂的自催化作用，起一個酸吸收劑的作用。

怎么處理廢水中的磷

目前，污水除磷的方法有化學(xué)沉淀法、電解法、微生物法、水生物法、物理吸附法、土壤處理法和膜技術(shù)處理法等。其中吸附法以其容量大、耗能少、污染小、去除快和可循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)，在除磷方面得到了廣泛的應(yīng)用。在眾多光催化劑中，TiO2因其具有化學(xué)性能穩(wěn)定、反應(yīng)條件溫和、價格低廉和對生物無du等優(yōu)點(diǎn)已成為降解室內(nèi)VOCs首xuan的催化劑[19-21]。用單一材料直接吸附磷的研究已經(jīng)成熟，現(xiàn)在的主要研究方向已經(jīng)轉(zhuǎn)為對材料進(jìn)行改性后用于磷的吸附研究，改性材料的吸附研究方興未艾。

　　1.3 金屬(氫)氧化物

　　1.3.1 金屬氧化物

　　金屬氧化物具有表面積大、羥基團(tuán)眾多和選擇吸附性高的優(yōu)點(diǎn)。

　　氧化鐵吸附磷主要通過球面的靜電吸附和球內(nèi)絡(luò)合的化學(xué)吸附。但是,目前推出的稀土穩(wěn)定劑大多是稀土與鉛鹽的復(fù)合物,僅能作為低鉛化的一種過渡產(chǎn)品。磁性氧化鐵納米粒子在磷的初始質(zhì)量濃度為2~20 mg/L、吸附劑投加質(zhì)量濃度為0.6 g/L、反應(yīng)時間為24 h時，得到磷da吸附容量為5.03 mg/g，在pH=11.1時，吸附容量則急劇下降到0.33 mg/g。

　　L. Rodrigues等研究水合氧化鋯吸附磷時發(fā)現(xiàn)，溫度由25 ℃升至65 ℃時，吸附容量則由53 mg/g升至67 mg/g，且在12 h達(dá)到吸附平衡，在pH=12時能解吸約74%的磷。(3)金屬皂無du類鈣/鋅穩(wěn)定劑具有極廣闊的發(fā)展空間,國外已在大管徑管材、絕緣領(lǐng)域使用鈣/鋅穩(wěn)定劑。氧化鋯納米粒子吸附磷的速率很快，在pH=6.2時可達(dá)da吸附容量為99.01 mg/g，是吸附容量gao的吸附劑之一，高濃度的共存陰離子對磷的吸附影響很小，吸附的適pH 為2~6，吸附容量在pH超過7時急劇下降。

　　1.3.2 水滑石

　　黃中子等在研究MgAl-CO3水滑石吸附磷時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磷的初始質(zhì)量濃度在25~100 mg/L時，30 min內(nèi)即可達(dá)到吸附平衡，磷的去除率超過99%。研究發(fā)現(xiàn)，煅燒過水滑石具有較高活性，最jia反應(yīng)溫度333K~343K，此時甲酯轉(zhuǎn)化率達(dá)90%以上。MgAlZr-CO3水滑石對磷的選擇吸附性很高，吸附溶液中離子的排序?yàn)镠PO42->>SO42->Cl-、NO3-，這是由于磷酸根離子直接與層間Zr(Ⅳ)離子發(fā)生了絡(luò)合反應(yīng)。

　　孫德智等研究ZnAl-2-300水滑石吸附磷的效果發(fā)現(xiàn)，污泥脫水液的溫度從25 ℃升到30 ℃時，水滑石的磷吸附容量明顯增加，水溫繼續(xù)升至50 ℃時，水滑石吸附容量又降至25 ℃時的水平。近幾年來，中國塑料工業(yè)呈現(xiàn)明顯的產(chǎn)業(yè)聚集發(fā)展態(tài)勢，規(guī)模企業(yè)數(shù)量增長迅速。焙燒ZnAl水滑石會增大表面積和增加孔隙率，焙燒溫度為300 ℃時除磷效果jia，600 ℃時變成尖晶石從而減小了表面積。

　　膠體水滑石納米片在pH為4.5~11內(nèi)的除磷效果較好，吸附磷后的吸附劑可用作普通海藻石莼的生長肥料。

哈工程研制出功能xing緩釋材料

通過給載體水滑石等緩釋材料裝上磁性材料和熒光發(fā)光離子而形成的“導(dǎo)航儀”，可根據(jù)醫(yī)生指令直抵病變部位，并可有效跟zong 監(jiān)shi的釋放情況，進(jìn)而提高釋放效率和治liao效果。這是哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院的王君和他的團(tuán)隊(duì)13年來一直致力研究的課題。但國內(nèi)對復(fù)合金屬皂開發(fā)不夠重視,高性能的輔助穩(wěn)定劑品種缺乏,與國外相比,反差較大。該課題日前取得了重要研究成果：其載體兼具靶向定位和熒光發(fā)光性的雙重功能，具有巨大的生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用前景。

　　王君主持的《靶向可控?zé)晒庑跃忈尣鍖铀暮铣杉熬忈屟芯俊罚诤邶埥】茖W(xué)技術(shù)獎勵暨科技成果招商和轉(zhuǎn)化對接大會上獲黑龍江省科學(xué)技術(shù)自然科學(xué)類一等獎。采用傳統(tǒng)辦法組成的大粒徑LDH因?yàn)闆]有該催化活性位，沒有顯著的光催化活性。該項(xiàng)研究成功地將熒光材料、磁性gong能材料組裝到類水滑石、二氧化硅載體上，制備了兼有磁性靶向定位功能和熒光發(fā)光性能的傳輸載體，解決了在到達(dá)病變部位前后不能進(jìn)行有效跟zong監(jiān)shi的難題，對于提高釋放效率及治liao效果有重要意義，為該緩釋在疾病診療中的臨床應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

　　載體水滑石作為緩釋的傳輸載體，具有安全、穩(wěn)定、生物相容性較好和生物可降解性等特點(diǎn)，是當(dāng)前極具開發(fā)潛力與應(yīng)用價值的新型緩釋材料，也是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。生產(chǎn)PVC微發(fā)泡制品一般采用雙螺桿擠出機(jī)，工藝控制容易，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。該研究使載體在外磁場的作用下能準(zhǔn)確有效地到達(dá)病變部位，提高病變部位的濃度，減少對全身正常組織的毒副zuo用，并利用熒光顯微鏡可以直接觀察到所處位置和治liao效果，從而達(dá)到在人體內(nèi)的傳輸及釋放過程能夠被跟蹤、標(biāo)記的目的。

　　王君帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從2000年開始進(jìn)行水滑石插層材料的研制，2005年起將這一材料應(yīng)用于緩釋研究。其間曾獲省、市自然科學(xué)基jin資助和高校博士點(diǎn)基jin資助。目前團(tuán)隊(duì)共由6位青年教師組成。

　　本項(xiàng)目研究成果發(fā)表在國際著ming雜志《歐洲化學(xué)》上，受到國內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注，為多功能介孔材料、緩釋、熒光發(fā)光、磁性組裝等學(xué)科的研究提供了理論支持和參考。由于極性的差別，無機(jī)阻燃劑與樹脂的相容性較差，影響材料的力學(xué)性能和加工性能。相關(guān)研究成果以學(xué)術(shù)的形式在國內(nèi)外著ming期刊上發(fā)表SCI收錄173篇，他引1154次，其中SCI他引837次，共獲國家發(fā)明專利授權(quán)9項(xiàng)。

中科院理化所高xiao可見光合成氨研究取得進(jìn)展

氨是重要的無機(jī)化工產(chǎn)品之一，合成氨工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。液氨可直接用作化肥，農(nóng)業(yè)上使用的氮肥如尿素、xiao酸銨、磷酸銨、氯化銨以及各種含氮復(fù)合肥，都以氨為原料。合成氨是大宗化工產(chǎn)品之一，世界每年合成氨產(chǎn)量已達(dá)1億噸以上，其中約80%用于化學(xué)肥料，20%用作其它化工產(chǎn)品的原料。同時，所有生物體都需要氮元素來建立蛋白質(zhì)、核酸和許多其他生物分子。 氮?dú)饧s占地球氣體的78％，但不能被大多數(shù)生物直接吸收，因?yàn)镹-N共價三鍵高的電離能導(dǎo)致其十分穩(wěn)定。通過經(jīng)典的Haber-Bosch工藝將N2固定在NH3上必須在鐵基催化劑存在的條件下，在苛刻的反應(yīng)條件下進(jìn)行（15-25 MPa，300-550℃）。提供反應(yīng)條件需消耗世界能源供應(yīng)的1-2％，每年約產(chǎn)生2.3噸二氧化碳。目前，用于NH3合成的原料氫氣主要來自的重整，每年約消耗世界產(chǎn)量的3-5％，并釋放出大量的氧化碳。 鑒于化石燃料短缺和全球氣候變化，通過減少能源需求過程的固氮是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性和長期性的目標(biāo)。）上，并被選為當(dāng)期“熱點(diǎn)（hotpaper）”向讀者重點(diǎn)推薦。利用太陽能光催化技術(shù)將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，已被認(rèn)為是解決未來可再生能源的jia途徑之一。 二維納米材料因其獨(dú)特的層板結(jié)構(gòu)，大比例暴露活性位等優(yōu)勢，在光電催化方面展現(xiàn)了優(yōu)越性能，引起科研人員廣泛關(guān)注。層狀雙氫氧化物（水滑石，LDH）因其層板由多種組分構(gòu)成、層板厚度可調(diào)等優(yōu)勢，在催化方面展現(xiàn)了可調(diào)控性。中國科學(xué)yuan理化技術(shù)研究所研究員張鐵銳團(tuán)隊(duì)通過簡單的共沉淀方法，制備了一系列MIIMIII-LDH（MII=Mg，Zn，Ni，Cu；MIII=Al，Cr）納米片光催化劑。X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)，低溫電子順磁共振和正電子湮滅壽命測量表明，超薄LDH納米片由于富氧缺陷，結(jié)構(gòu)形變和壓縮應(yīng)變，增強(qiáng)了對N2分子的吸附和光生電子從LDH光催化劑轉(zhuǎn)移到N2，從而促進(jìn)了NH3的有效合成（特別是CuCr-LDH納米片，其在500nm處量子產(chǎn)率仍能達(dá)到?0.10％）。研究工作顯示，在常溫常壓和可見光或直接太陽輻射下，基于LDH將N2還原成NH3是極有潛力和希望的新途徑。 研究結(jié)果發(fā)表在《先進(jìn)材料》上，相關(guān)研究工作得到了科技部國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計劃、國家自然科學(xué)基jin委優(yōu)xiu青年科學(xué)基jin項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基jin委青年基jin項(xiàng)目、國家萬人計劃-青年拔尖人才支持計劃、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）的支持。（來源：中科院理化技術(shù)研究所）