蛭石层间域的化学反应属性及产物的结构研究

《蛭石层间域的化学反应属性及产物的结构研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、CIassifiedlndex：TB332U．D．C：549．6SouthwestUniversityofScienceandTechno‘gyenCeIeco109YIMasterDegreeThesiSChemicalReactionCharacteristiCSintheInterIyerSpaceofVeil-tandeayeraCeVermCUeIrlIStudyofProduct，SstructureGrade：Candidate：AcademiCDegreeAppIiedfor：Sp

2、eciaIity：Supervisor：2011LuoLimingMasterMateriaISPhysiCSand(；hemistryProf．PengTongjiangJun．3，2014独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并

3、表示了谢意。签名：鳓明日期：砂肛占哆关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：昭多f叩导师签名／孙日期：≯，p．莎夕西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要基于蛭石含有可膨胀性的层间域，借助其水化阳离子层的可交换性，将季铵盐阳离子CTA+插入到层间域内，制备CTA+／蛭石插层复合物；采

4、用溶剂化作用将Ti02前驱体钛酸丁酯引入CTA+／蛭石层间域中，制备(TBT／CTA+)／蛭石插层复合物，并通过原位水解、脱羟、成核和结晶作用制备Ti02／蛭石纳米复合物，采用TEM、SEM、XRD、TG．DTA、FT．IR、拉曼等分析手段对中间各阶段的产物进行分析和表征，揭示蛭石层间域的化学反应属性(过程、机理)、产物属性(粒度、物相、相变等)、组装属性(排布、化学成键、组装机理等)的变化规律。研究结果表明：蛭石样品主要是金云母．蛭石1：1间层矿物，即水金云母，而工业样品为金云母晶层与金云母．蛭

5、石晶层的分结型间层结构，蛭石样品层电荷的来源主要以四面体片为主。随着季铵盐用量的增加，CTA+／蛭石插层复合物最大底面间距逐渐增大，季铵盐阳离子在蛭石层间域中排布模式从单层倾斜一双层倾斜排列；CTA+／蛭石插层复合物样品与乙醇溶液作用后，季铵盐分子从蛭石层间域中迁出，达到稳定状态时单层倾斜的角度为53。。钛酸丁酯进入CTA+／蛭石插层复合物层间域内的溶剂化作用所需时间很短，进入层间域的钛酸丁酯量随其用量增加逐渐增大。由于CTA+／蛭石插层复合物的层间域高度是由季铵盐阳离子及排布方式所决定，因此是一

6、维限域空间。其中季铵盐阳离子已占据大部分空间，因而随季铵盐用量的增大进入层间域的钛酸丁酯量逐渐减少；在蛭石层间域的阳离子未被季铵盐彻底交换的情况下，层电荷大的蛭石进入的季铵盐阳离子较多，溶剂化过程中更容易使钛酸丁酯与季铵盐阳离子产生溶剂化作用而进入蛭石层间域中。利用TiOS04制备Ti02／蛭石纳米复合物时，TiOS04·2H20在水解时形成的聚合羟基钛离子通过离子交换作用进入蛭石层间域中；通过提高pH值可使进入蛭石层间域中的聚合羟基钛离子原位水解聚合形成水合氧化钛，实现了水合氧化钛／蛭石纳米结构

7、的组装，经焙烧使其成核、结晶进而形成Ti02／蛭石纳米结构复合材料。采用钛酸丁酯制备的Ti02／蛭石纳米复合物样品中的Ti02比纯西南科技大学硕士研究生学位论文第1I页Ti02出现锐钛矿相的温度提高400℃以上，同时分析表明Ti02／蛭石纳米复合物样品中的Ti02禁带宽度较纯纳米Ti02大；Ti02／蛭石纳米复合物样品中Ti02的禁带宽度大，具有更强的量子尺寸效应。焙烧温度相同时，Ti02／蛭石纳米复合物样品中的锐钛矿晶粒的尺寸比纯Ti02的小；TiOS04制备的Ti02／蛭石纳米复合物样品的锐钛

8、矿相晶粒尺寸比钛酸丁酯水解法制备的Ti02／蛭石纳米复合物样品的大，Si掺杂的纳米Ti02样品和Si掺杂的Ti02／蛭石纳米复合物样品中形成锐钛矿相及锐钛矿相开始转化为金红石相的温度与未掺杂的样品相比都有大幅度的提高，进一步证明Si掺杂具有阻碍锐钛矿的形成及锐钛矿向金红石转化和降低转化速率的作用。关键词：蛭石；层间域；季铵盐；Ti02／蛭石纳米复合物；相变阻滞作用AbstractBasedontheexpandableinterlayerdomainsofvermiculite，w