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水滑石
專業(yè)生產(chǎn)水滑石
科技咖啡館再登通城 多位專家談“夾層化學(xué)”
濃濃的咖啡、輕柔的音樂、面對面的交流……12月18日晚,由英國總領(lǐng)事館文化教育處與江蘇省、南通市科協(xié)聯(lián)辦的“科技咖啡館”再次登陸通城。此次學(xué)術(shù)沙龍的主題是夾層化學(xué)在中國。
主辦方邀請了英國皇家化學(xué)會北京分會、國際代表,北京化工大學(xué),化工資源有效利用國家重點實驗室專家David G.Evans和南通大學(xué)的吳東輝,與南通市科技愛好者一起探討在中國的夾層化學(xué)及其廣泛應(yīng)用,并就此話題與現(xiàn)場聽眾展開深入交流。
David G.Evans此次是第二次來南通,他說南通的環(huán)境非常優(yōu)美。相關(guān)研討工作得到了科技部國家要點基礎(chǔ)研討方案、國家自然科學(xué)基jin委優(yōu)xiu青年科學(xué)基jin項目、嚴(yán)重研討方案培養(yǎng)項目、青年基jin、中組部青年人才支撐方案、zhongkeyuan前沿科學(xué)嚴(yán)重突破項目的大力支撐。對于夾層化學(xué)在中國這樣一個深奧的科學(xué)話題,DavidG.Evans另辟蹊徑,從三明治開始講起,他說三明治是一種簡單常見的西方食物。盡管這種食物的結(jié)構(gòu)簡單,使用不同的面包和中間填充的餡料會使得三明治的口味千變?nèi)f化。有沒有想到過三明治結(jié)構(gòu)在化學(xué)材料當(dāng)中的應(yīng)用?接著David G.Evans為大家展示如何使用化學(xué)三明治結(jié)構(gòu)生成新的金屬氫氧化物(LDH)材料,以及如何利用層、層與層間不同化學(xué)成分(類似三明治中的面包與填充物)使其達(dá)到不同性質(zhì)與應(yīng)用。在給定的化學(xué)層之后,也可通過夾層反應(yīng)來改變層與層間的化學(xué)物。他說,在中國,對于夾層反應(yīng)的使用已有很長的一段歷史,薄胎瓷的制造過程就依賴于夾層反應(yīng)。吳東輝從水滑石類化合物的特性來談夾層化學(xué),讓大家了解到夾層化學(xué)物質(zhì)在、日常生活、污水處理等很多方面都有應(yīng)用
中國科學(xué)家成功合成可見光驅(qū)動煤制油催化劑
本報訊 日前,記者從中科院理化所獲悉,該所研究員張鐵銳團(tuán)隊及合作者成功合成一種煤制油催化劑,這種催化劑實現(xiàn)了常溫常壓可見光驅(qū)動一氧化tan加氫制備高ji烴類。塑化時間、塑化扭矩、平衡扭矩等都可以作為評價PVC混合料加工性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國際化學(xué)領(lǐng)域頂ji期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angew. Chem. Int. Ed.)上,并被選為當(dāng)期“熱點(hot paper)”向讀者重點推薦。
水滑石熱穩(wěn)定劑
典型的水滑石類化合物Mg6 AI(OH)16C03.4H2O早于1842年由瑞典的Circa發(fā)現(xiàn),其結(jié)構(gòu)非常類似于水鎂石Mg(OH)2,由MgO6八面體共用棱形成單元層,位于層上的Mg2 可在一定范圍內(nèi)被同晶取代,使得Mg2 、Al3 、OH’層帶有正電荷,層間有可交換的陰離子CO3 2-與層上正電荷平衡,使得這一結(jié)構(gòu)呈電中性[25]。1842年Hochstetter首先從瑞典的片巖礦層中發(fā)現(xiàn)了天然水滑石礦。
水滑石熱穩(wěn)定劑對PVC的熱穩(wěn)定性源于水滑石與PVC降解過程中產(chǎn)生的HC1的反應(yīng)能力。水滑石與HC1的反應(yīng)可分兩步:首先,HC1與層間的陰離子發(fā)生反應(yīng),將Cl-插入層間,達(dá)到吸收HC1的目的:然后,水滑石本身與HC1反應(yīng),層柱結(jié)構(gòu)被完全破壞形成金屬氯化物,進(jìn)一步吸收了HC1。除此之外,趙蕓等研究了納米水滑石(LDH)和納米Mg(OH)2無機(jī)阻燃劑對PVC及PE的阻燃效果,LDH是軟PVC的良好的抑煙劑,這與納米LDH分解后生成的產(chǎn)物有相當(dāng)大的比表面積有關(guān)。
水滑石類熱穩(wěn)定劑的研究早起源于日本,20世紀(jì)80年代日本Kyowa化學(xué)公司xian將水滑石填充到PVC中用作熱穩(wěn)定劑[26],Adeka Argus公司緊隨其后。他們的研究表明,水滑石與p.二酮及其他金屬鹽共同使用,可賦予PVC更好的電性能和熱穩(wěn)定性[27]。由于其無du、價廉,還具有很好的潤滑性和阻燃性[28],已被美國FDA認(rèn)可,JI-I A及歐洲國家也認(rèn)可了其安全性。3以上數(shù)據(jù)顯示,加入水滑石的鈣鋅能極長的延長剛果紅時間,由于水滑石的表面羥基能吸收PVC熱分解釋放出的HCl氣體,起一個酸吸收劑的作用。
我國現(xiàn)已開始水滑石類熱穩(wěn)定劑及其與其他熱穩(wěn)定劑或助劑復(fù)配的開發(fā)研究,取得了很好的效果。張強(qiáng)等[29]研究了不同表面改性水滑石對PVC熱穩(wěn)定的影響,結(jié)果表明,采用鈦酸酯改性水滑石的熱穩(wěn)定效果hao;研究又發(fā)現(xiàn),水滑石與有機(jī)錫復(fù)合使用時,對PVC的熱穩(wěn)定效果明顯優(yōu)于與鉛鹽穩(wěn)定劑復(fù)合使用時的效果。劉鑫等[30]采用焙燒復(fù)原法制備了一種新型PVC熱穩(wěn)定劑——十二烷ji苯磺酸柱撐類水滑石,并復(fù)配成水滑石稀土一鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑,通過對該穩(wěn)定劑結(jié)構(gòu)、性能等進(jìn)行表征,結(jié)果表明:采用十二烷ji苯磺酸柱撐類水滑石復(fù)配的熱穩(wěn)定劑初期熱穩(wěn)定性較好,與日本產(chǎn)的稀土復(fù)合穩(wěn)定劑相當(dāng),長期熱穩(wěn)定性優(yōu)于國產(chǎn)稀土復(fù)合穩(wěn)定劑。同時,雖然金屬皂類降低了體系的發(fā)泡溫度,但應(yīng)注意熔融物料離開口模的平穩(wěn)性,避免局部突發(fā)和鼓泡現(xiàn)象。
然后用改性劑對水滑石進(jìn)行表面改性,一方面,改性劑可以定向吸附水滑石表面上,使水滑石粉末具有荷電特性,阻止水滑石粒子的團(tuán)聚,具有良好的分散穩(wěn)定性;課題開發(fā)了固相離子交換制備稀土鑭改性Y型分子篩技術(shù),形成了年產(chǎn)1000噸催化裂化催化劑生產(chǎn)能力,稀土利用率從75。另一方面,改性劑與水滑石表面的陽離子發(fā)生共價鍵作用而包覆水滑石的表面,有機(jī)鏈伸向外端,改善水滑石的表面性能,使其憎水,在PVC中具有更好的分散性和相容性。