探索葡萄糖酸改性碱性钙基膨润土的制备及应用研究

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1、广西大学硕士学位论文葡萄糖酸改性碱性钙基膨润土的制备及应用研究姓名：黄承都申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：韦藤幼;廖能成20080606葡萄糖酸改性碱性钙基膨润土的制备及应用研究摘要碱性钙基膨润土是近年开发出的第一种阴离子交换型膨润土，该膨润土层间钙离子带有活性氢氧根，为更多的有机物进入膨润土层间提供了可能，利用丰富的有机酸资源对碱性钙基膨润土进行有机改性可得到用途广泛的有机酸膨润土。葡萄糖酸是一种多羟基有机酸，用它改性碱性钙基膨润土后可得到一种多羟基有机膨润土，其亲水性好，与多羟基类高分子材料或大分子有着很好的相容性。本文以葡萄糖酸改性碱性钙基膨

2、润土为出发点，一方面在温和的反应条件下进行表面改性，在保持其层状结构的前提下，增加其表面的羟基数量，得到脱水能力强、稳定性良好的葡萄糖酸改性膨润土脱水材料；另一方面使葡萄糖酸分子充分进入层间与OH．发生酸碱中和反应，因激烈放热致使膨润土层板发生剥离，层片达到纳米尺度，制得粒子剥离型葡萄糖酸纳米蒙脱石(P．EGAM)。葡萄糖酸纳米蒙脱石作为一种无机／有机复合纳米材料，可以对天然高分子或已经聚合的亲水性高分子材料实现膨润土高度分散改性。本文通过单因素实验，分别探索出葡萄糖酸改性膨润土脱水材料和葡萄糖酸纳米蒙脱石制备的最佳工艺参数，并利用红外光谱、X射线衍射、差热

3、分析和电子显微镜等手段对合成的产物进行结构表征。同时，对这两种材料的性能及应用作了初步研究。结构表征及应用结果表明，葡萄糖酸改性膨润土脱水材料仍保持碱性钙基膨润土的层状结构和层间距，表面粗糙多孔，热稳定性好，脱水再生温度低，在乙醇常压蒸汽脱水应用中，当乙醇进料质量浓度为95％时，每克吸附剂可生产99．5％乙醇0．706g；表征结果表明葡萄糖酸纳米蒙脱石为葡萄糖酸表面修饰的蒙脱石粒子，热稳定性与葡萄糖酸钙相同，内部结构及形貌相对碱性钙基膨润土均已发生了明显的变化，粒子为厚度小于100hi／1的纳米片。在淀粉糊添加P．EGAM制备P．EGAM／淀粉复合材料的应用

4、实验中，P．EGAM能达到增粘的效果，并存在最佳添加量为2．5％。最后，综合对比两种材料的制备、表征、应用等结果，初步推测葡萄糖酸蒙脱石的剥离机理，并根据产品DSC的吸热焓变数据，定量计算了产品的剥离率。葡萄糖酸改性碱性钙其膨润土的研究与开发，可以将膨润土和木薯淀粉两种资源的开发与利用有机地结合起来，拓宽膨润土在有机溶剂脱水、亲水性高分子复合材料方面的应用。关键词：碱性钙基膨润土葡萄糖酸蒙脱石剥离脱水材料淀粉改性ⅡSTUDIESONPREPARATIONANDAPPLICATIONOFGLUCONICACIDMODIFIEDALKALINECa．BENTON

5、ITEABSTRACTAlkalineCa-bentoniteisthefirstanionexchangebentonitewhichhasbeendevelopedinrecentyears．Becausecalciumioninthebentonitelayerwithactivityhydroxide，itmakepossibilitytomoreorganicsintercalateintothebentonitelayer．Usingorganicacidswhichisrichinnature，alkalineCa-bentonitecanbe

6、modifiedbya晰derangeoforganicacidbentonite．Gluconieacidisapolyhydroxyorganicacid,anditcanmodifyalkalineCa-bentonitemakeapolyhydroxybentonitewhichisgoodhydrophilicityandgoodcompatibilityforpolyhydroxypolymerormacromolecular．Inthiswork,gluconicacidmodifiedalkalineCa-bentonite签thestart

7、ingpoint,ontheonehand,thebentonitemodifiedreactionwascarriedonundermildconditionsSO嬲tomaintainthelayeredstrucRtre，andthenumbersofhydroxylofbentonitesBI'facewereincreaSed．Gluconieacidmodifiedbentonitewhichisa900dcapacityandstabilityanhydrousmaterialwasprepared．Ontheotherhand,letgluc

8、onieacidmoleculefullyenter