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納米水滑石保溫劑指標的組成具有可變性,當Mg2 和A13 被半徑相似的二價或三價陽離子(如Zn2 、Cu2 、Fe3 )同晶取代,或CO32-被其他陰離子取代,即形成所謂的類水滑石。類水滑石和水滑石在結(jié)構(gòu)上相同,只是其化學組成如金屬離子和陰離子的種類、相對比例發(fā)生了變化。
水滑石基本的性能是堿性。這是因為水滑石的層面上含有較多的輕基,另外當層間陰離子為弱酸根時,由于其水解,也呈現(xiàn)出堿性。不同的LDHs的堿性強弱與組成中二價金屬氫氧化物的堿性強弱基本一致,但由于它一般具有很小的比表面積(5-20m2/g),表觀堿性較小,其較強的堿性往往在鍛燒產(chǎn)物中表現(xiàn)出來。LDHs的結(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+可在一定的范圍內(nèi)被Al3+同晶取代,使得層板帶正電荷,層間有可交換的CO32-與層板上的正電荷平衡,使得LDHs的整體結(jié)構(gòu)呈電中性。經(jīng)鍛燒的產(chǎn)物一般具有較高的比表面積(200-300m2/g)。3種強度不同的堿中心和不同的酸中心,其結(jié)構(gòu)中間中心充分暴露,使其具有比水滑石更強的堿性。
離子交換和吸附方面的應用
LDHs可以作為陰離子交換劑使用。LDHs的陰離子交換能力與其層間的陰離子種類有關(guān),陰離子交換能力順序是CO32- > SO42->HPO42- > F -> Cl->B(OH)4 ->NO3- 。高價陰離子易于交換進入LDH層間,低價陰離子易于被交換出來。LDHs的陰離子交換能力與其層間的陰離子種類有關(guān),陰離子交換能力順序是CO32->。LDHs由于具有較大的內(nèi)表面積,容易接受客體分子,可被用來作為吸附劑。
目前,在印染、造紙、電鍍和核廢水處理等方面已有使用LDH、LDO作為離子交換劑或吸附劑的研究報道。如用LDH 通過離子交換法去除溶液中某些金屬離子的絡(luò)合陰離子,如Ni(CN)42- 、CrO42- 等;此外,還有學者提出HCl與水滑石層間CO32-交換的作用機理,水滑石作為PVC熱穩(wěn)定劑時,其熱分解生成的HCl與水滑石層間的CO32-反應,同樣會有效抑止PVC的分解。用Li和Al與直鏈酸構(gòu)成的LDH可以作為疏水性化合物的吸附劑;利用LDH的選擇性以及異構(gòu)體不同的插入能力來分離異構(gòu)體;LDH 、LDO作為一種具有很大潛力的酚類吸附劑,可以從廢水中吸附(TCP)、(TNP)等。LDHs的離子交換性能與陰離子交換樹脂相似,但其離子交換容量相對較大(如水滑石,3.33meq/g)、耐高溫(300℃)、耐輻射、不老化、密度大體積小,上述特點尤其適合于核動力裝置上性廢水的處理。
如在核廢水中性I-離子的處理可以用LDH。LDO對于金屬離子具有較強的吸附能力。產(chǎn)品工藝介紹:我公司生產(chǎn)的鋁鎂水滑石采用化學合成的方法生產(chǎn),產(chǎn)品具有層狀結(jié)構(gòu)的雙羥基復合金屬氫氧化物、特殊的化學組成和晶體結(jié)構(gòu)使其具有一系列獨特、優(yōu)異的性能,并可以通過改變工藝和條件進行設(shè)計得到不同用途的產(chǎn)品。如核廢水中的Co2 離子,可以使用LDO 處理,它不僅吸附Co陽離子還同時吸附溶液中的陰離子,如SO42- 等,它可以在較高的溫度下(500℃)進行,與離子交換樹脂相比具有的優(yōu)勢。
泰安燊豪化工有限公司
水滑石
專業(yè)生產(chǎn)水滑石
2 實驗結(jié)果及討論
2.1 納米水滑石對PVC的熱穩(wěn)定機理分析
LDHs的分子式為Mg A1:(OH) CO3·4H 0LDHs的熱分解過程包含幾個階段,在小于200℃脫除結(jié)晶水,在250~450℃層板羥基縮水,并脫除二氧化碳,逐漸生成鎂鋁復合雙金屬氧化物,在450~550℃有新相生成,并逐漸形成穩(wěn)定的雙金屬氧化物LDO,溫度再升高就會破壞其層狀結(jié)構(gòu)。而PVC加工溫度一般不會超過250℃,所以在加工過程中并不會破壞其結(jié)構(gòu)[4]。納米水滑石保溫劑指標分解釋放出的水藻汽和二氧化碳氣體能稀釋和阻隔可燃性氣體。
潤滑劑含量對動態(tài)熱穩(wěn)定時間的影響曲線如圖8所示。由圖可知,隨著RHJ含量的增加,PVC動態(tài)熱穩(wěn)定時間變化不大。只有在大于D 份以后,熱穩(wěn)定時間才急劇下降,而含量為D 份之前下降不大。同時如果RHJ含量過高會使PVC料出現(xiàn)不包輥,塑化較慢,甚至不塑化的情況。晶體結(jié)構(gòu)特征為:納米級層板有序排列,層板內(nèi)原子以共價鍵連接,層板間以弱化學鍵(離子鍵、氫鍵)連接并具有可交換的陰離子,主體層板呈堿性。基于上述情況,所以取D 份作為佳含量。