原位插层聚合制备累托石改性酚醛树脂的研究

借鉴原位插层聚合制备聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的方法,进行有机累托石改性热固性酚醛树脂的研究.通过离子交换的方法将天然钙基累托石改性成为有机累托石,使其片状层间由亲水性变为憎水性.以有机累托石为添加物,采用原位插层聚合法完成对酚醛树脂的改性,得到累托石改性酚醛树脂.借助XRD,FTIR及TGA等方法对制备的有机累托石及其改性热固性酚醛树脂作了测定,结果表明：季铵盐阳离子与累托石片层间的可交换阳离子发生了离子交换,故而得到了有机累托石:有机累托石片层在酚醛树脂基体中通过插层和剥离实现了纳米级分散.     

交联蒙托石的表面酸性和热稳定性

采用不同的方法和条件，把聚合羟基铝镍离子引入蒙托石层间，利用Ｘ射线衍射图，红外光谱图及非水溶液滴定法，研究制备方法及条件变化对蒙托石表面酸性及热稳定等的影响。结果表明，不同的方法交联蒙托石，其表面酸性及热稳定性均发生较大的变化，原因主要在于交联剂的形成方法及条件不同，导致生成不同结构的羟基铝镍聚合体，同时，Ａｌ／Ｎｉ，（Ａｌ＋Ｎｉ）／土和老化温度等条件的变化的变化对表面酸性，及热稳定性也有较大影响     

浓悬浮液中溶剂可渗透性纳米胶体颗粒扩散特性的理论研究

本文基于渗透性球体颗粒模型,根据浓悬浮液中溶剂可渗透性颗粒的流变特性,充分考虑颗粒间的相互作用以及流体动力学相互作用,从理论上研究了浓悬浮溶液中溶剂可渗透性颗粒的扩散特性随溶液体积浓度以及渗透率的变化关系。研究结果表明,一定粒径的渗透性颗粒在浓悬浮液中,粒子的平移扩散系数和旋转扩散系数都随着渗透率的增大而增大,随溶液体积浓度的增大而减少。     

表面活性剂插层改性累托石研究

结合累托石吸附和吉米奇表面活性剂耐酸碱性能,用3种吉米奇表面活性剂对累托石进行插层改性,并利用XRD、FT-IR和TEM对插层改性后的累托石进行表征.通过吸附实验显示,改性累托石的吸附能力与层间距成正比,3种改性累托石在25℃下对亚甲基蓝的最大吸附量分别达到45.56,37.81、40.82mg/g.     

表面活性剂与纳米SiO2作用下聚合铝的絮凝特性

在6NTU高岭土原水中,溶入低浓度溶解性有机物-阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠,SDS),投加聚合铝PAC与新型水处理剂-纳米SiO2稳定分散液进行动态混凝实验与静止沉降实验.借助图像分析技术与分形理论,对SDS与纳米SiO2作用下PAC的絮凝特性与絮体分形结构的形态学特征进行研究.结果表明:存在SDS时,高岭土颗粒表面ζ电位增加.SDS在颗粒表面的吸附等温曲线符合Langmiur方程;PAC对无机颗粒的去除效果明显,但对SDS的表观去除率较低.SDS阻碍絮凝初絮体的形成.纳米SiO2使颗粒表面ζ电位增加,对无机颗粒处理效果较差,但对去除有机物有利.絮凝机理主要是吸附架桥;助凝剂纳米SiO2能促进PAC对无机颗粒与SDS絮凝,处理效果显著.悬浊液中絮体粒径大,有效质量密度增加,沉速加快,分维值下降.     

微细矿粒在水溶液中的疏水絮凝

本文着重讨论细微矿物颗粒的疏水絮凝行为及机理。对石英、菱锰矿、赤铁矿及金红石的实验研究表明,矿物润湿性的变化对矿粒悬浮液的分散稳定性有巨大影响。矿粒表面疏水化常与显著的絮凝现象伴生,这种絮凝现象无法用经典的DLVO理论解释。通过对石英-胺及菱锰矿-油酸体系疏水絮凝的理论探讨及势能计算,可以看出表面活性剂吸附而诱发的粒间疏水作用势能远远大干双电层作用或范德华作用势能,因此,疏水作用对此种絮凝行为具有支配地位。     

金属颗粒与纤维悬浮液中天然气水合物生成实验研究

为了改善天然气水合物生成速率和储气能力,将纳米铜颗粒和不锈钢纤维悬浮于十二烷基硫酸钠溶液中形成复合导热悬浮液储气体系,研究天然气水合物在该悬浮液中的生成动力学特性。悬浮液中纳米铜颗粒的粗糙表面为水合物生成提供丰富的晶体成核点,溶液中纵横交错的不锈钢纤维可作为水合热快速疏导的"高速公路"。实验结果表明,相同压力下对比表面活性剂溶液体系,水合物能够在导热型复合悬浮液中快速生成,显著提升了单位体积天然气水合物的储气速率与储气能力。     

表面活性剂对微细滑石的分散作用

采用沉降法考察了阳离子表面活性剂和几种亲水基不同的阴离子表面活性剂在水介质中对微细滑石颗粒的分散效果;通过测试加入表面活性剂前后颗粒表面Zeta电位、体系分散率变化,探讨了分散剂的作用机理。研究结果表明:阳离子表面活性剂对微细滑石粉体的分散效果不佳;含有强亲水性的磺酸基团和羧酸基团的阴离子表面活性剂对滑石粉体具有一定的分散效果;加入表面活性剂使颗粒表面Zeta电位绝对值变大,提高了悬浮液的稳定性。表面活性剂的最佳浓度分别为:月桂酸钠,2×10-5mol/L;十二烷基苯磺酸钠,4×10-5mol/L;合适的pH值范围为10.5~11.5;表面活性剂通过增大静电斥力和空间位阻起分散作用。     

非离子表面活性剂溶液自聚集行为的M0nte Carlo模拟

用Monte Carlo方法模拟了非离子表面活性剂溶液形成胶束的情况.考察了链长、分子间相互作用能对表面活性剂的聚集能力、聚集形态的影响.模拟结果显示尾基-溶剂间、尾基-尾基间的作用能越大,越易形成胶束,所对应的临界胶束浓度(CMC)越小,而头基-溶剂间的作用能对胶束的形成影响不大.CMC随表面活性剂链长的增加而降低.胶束在溶液中的形成过程经历了形成大胶束→大胶束分散为小胶束→小胶束再长大的过程.     

非离子表面活性剂溶液自聚集行为的Monte Carlo模拟

用MonteCarlo方法模拟了非离子表面活性剂溶液形成胶束的情况。考察了链长、分子间相互作用能对表面活性剂的聚集能力、聚集形态的影响。模拟结果显示:尾基-溶剂间、尾基-尾基间的作用能越大,越易形成胶束,所对应的临界胶束浓度(CMC)越小,而头基-溶剂间的作用能对胶束的形成影响不大。CMC随表面活性剂链长的增加而降低。胶束在溶液中的形成过程经历了形成大胶束→大胶束分散为小胶束→小胶束再长大的过程。     

累托石催化草酸、柠檬酸光化学还原Cr(Ⅵ)的研究

研究了重金属Cr(Ⅵ)在累托石矿物表面的吸附特性及在金属卤化物灯照射下,累托石对草酸、柠檬酸光化学转化Cr(Ⅵ)的影响.结果表明,Cr(Ⅵ)在累托石表面中的吸附量较小,其吸附符合Langmuir等温式.在250W金属卤化物灯照射的光反应体系中,累托石可以显著促进草酸、柠檬酸光化学还原Cr(Ⅵ),具有催化作用.累托石光催化还原去除Cr(Ⅵ)随着溶液pH值的减小而增加.在一定范围内,Cr(Ⅵ)的光化学还原率随累托石用量及草酸、柠檬酸的加入量的增加而增大.     

CuO/水纳米流体悬浮液分散性能研究

通过在去离子水中添加纳米CuO颗粒,制备一种新型强化传热工质CuO/水纳米流体。采用离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、非离子型表面活性剂聚乙二醇6000(PEG6000)对纳米CuO颗粒进行分散,并对其zeta电位、粒度及吸光度进行测量。系统研究超声振动时间、表面活性剂种类和质量分数、pH值等对CuO/水纳米流体悬浮液分散性能的影响。实验结果表明,随超声振动时间的延长、分散剂浓度及pH值的增加,纳米CuO颗粒的分散性均出现先增后降的变化规律;纳米CuO颗粒的分散存在一个最佳超声振动时间、分散剂质量分数和pH值。纳米CuO在悬浮液中的最佳分散工艺条件为:超声振动时间1.5 h,pH=8,wSDBS=0.06%。     

黑龙江鹤岗地区侏罗纪含煤地层中似累托石的矿物特征及成因

运用X射线衍射分析、傅里叶红外光谱分析以及热重-热流分析等手段,对黑龙江鹤岗地区侏罗系上统石头河子组的含煤地层粘土岩夹矸中的似累托石进行了矿物学的研究.结果表明:研究区18#煤夹矸中含有70%~97%的似累托石,d(001)=2.659~2.696 nm,其他各基面衍射峰与d(001)基本呈整数倍关系,与累托石不同的是其各基面衍射峰半高宽相差较大,d(060)较累托石宽缓.似累托石与累托石和普通不规则伊蒙间层矿物之间的矿物特征差异表明似累托石并不是累托石而是介于累托石与不规则伊/蒙间层之间的过渡矿物.研究区似累托石的50~200℃低温吸热复谷表明其中的蒙脱石晶层为Ca—蒙脱石,870 cm-1附近的Fe—OH弯曲振动吸收带和474 cm-1附近的Si—O—Fe振动吸收带以及529℃左右脱羟基吸热谷均表明似累托石晶层中的一部分八面体Al和Mg被Fe所替代.研究区似累托石属于成岩作用成因,形成温度在120~140℃.     

壳聚糖/累托石纳米复合材料的结构与性能

采用溶液插层法制备了不同累托石含量的壳聚糖/累托石纳米复合材料,研究了累托石含量、层间距对复合材料性能的影响及不同累托石含量的复合材料的热稳定性和抗菌性能.结果表明:壳聚糖分子链插层进入了累托石层间,累托石均匀地分布在壳聚糖基体中;纳米复合材料的性能与累托石的含量和层间距密切相关,当壳聚糖与累托石的质量比为12∶1时插层效果最好;壳聚糖/累托石纳米复合材料的抗菌能力比单一壳聚糖优异,尤其是对革兰氏阳性菌,其抑菌的最小浓度为单一壳聚糖的1/4～1/2,抑菌时间是单一壳聚糖的3～5倍;复合材料对革兰氏阳性菌的抑制作用比对革兰氏阴性菌的强,且随着累托石含量的增加及层间距的增大,抗菌性能越来越强;纳米复合材料的热稳定性优于壳聚糖.     

不同介质下羟基铝交联蒙脱土及其产物性能的研究

分别在NH_4OH和NaOH介质中用羟基铝低聚物交联临安土和累托石。结果表明,二种介质中均能制得交联产物,且NH_4OH介质中交联物的表面酸性、异丙苯裂解活性均高于NaOH介质中的交联产物。从而体现了NH_4OH介质中交联的优越性。     

固体颗粒在液相中的分散

采用沉降分析研究了二氧化硅,重质碳酸钙,滑石和石滑４种颗粒在水,乙醇和煤油３种介质中的分散行为及表面活性剂对分散行为的影响,亲水的二氧化硅和重持碳酸钙在水各得到良好分散,在煤油中产生强烈聚团,而天然疏水的滑石和石墨颗粒则在水中聚团,在煤油中充分分散;颗粒在水与乙醇的比例为１：１的混合液中分散效果最好,表面活性剂在水和煤油中对颗粒分散的影响完全相反,颗粒在煤油中的分散行为随表面活性剂浓度变化而周期性     

不同表面活性剂作用下纳米FeOOH的合成与表征

基于表面活性剂和天然聚合物调控下制备晶型稳定和形貌特殊的纳米羟基氧化铁(FeOOH)颗粒,采用X射线衍射仪、红外光谱仪和透射电镜,系统地探讨了不同表面活性剂作用下FeCl_3溶液在pH=11及40℃下水浴陈化24h形成铁矿物的晶型及结构形貌.结果表明:Fe(Ⅲ)经水解中和可形成针铁矿(α-FeOOH)纳米颗粒;各产物中α-FeOOH的晶型、颗粒尺寸和形貌结构差异不明显,证实了阴离子、阳离子和非离子表面活性剂所带电荷对形成的同一矿相产物没有影响;DTAB、AEO-3P、SDBS、F127和Tween80作用下形成的产物中还含有结晶性较差的水铁矿相,表明表面活性剂所含基团会抑制水铁矿向针铁矿转化;含相同基团的阳离子表面活性剂的链长对形成产物α-FeOOH没有影响.     

微细鳞片石墨分散性

采用沉降法研究了微细鳞片石墨在水介质中的分散行为,考察了12种药剂对微细鳞片石墨的分散效果,通过测试加入分散剂前、后颗粒表面Zeta电位、悬浮液粘度的变化及颗粒间相互作用能的计算,研究了分散剂的作用机理.研究结果表明:传统表面活性剂对微细鳞片石墨分散效果不佳,高分子化合物羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸钠是微细鳞片石墨的良好分散剂,加入分散剂使颗粒表面Zeta电位绝对值变大,提高了悬浮液的稳定性,降低了体系的粘度,分散剂的最佳质量浓度为500mg/L,合适的pH值为8.5～10.5;疏水性石墨在水介质中的分散行为不符合经典DLVO理论,颗粒表面疏水化作用对其分散和聚团起主导作用,分散剂通过增大静电斥力和空间位阻起作用.     

有机累托石/环氧树脂纳米复合材料制备及其流变性能研究

采用自制离子液体型累托石,用熔融插层法制备有机累托石/环氧树脂/桐油酸酐纳米复合材料。分别用XRD、DSC、旋转流变仪对复合材料的微观结构、固化动力学和流变性能进行测试。结果表明,有机累托石含量较低时在环氧树脂基体中形成了剥离型纳米复合材料;有机累托石的加入,降低了环氧树脂/桐油酸酐体系固化反应的活化能和频率因子,但环氧树脂/桐油酸酐体系的固化反应不是简单的一元反应,有机累托石的加入并不改变其固化反应机理;随着有机累托石含量的增加,环氧树脂/桐油酸酐体系的黏流活化能逐渐增大。     

溴代二甲氨基苯基萤光酮作为铝的高灵敏度显色剂

本文研究了在表面活性剂存在下，Ａｌ与溴代二甲氨基苯基萤光酮（ＢＤＭＡＦ）的显色反应，结果表明，在近中性介质中，铝与ＢＤＭＡＦ和阳离子表面活性剂ＣＴＭＡＢ形成三元配合物，其组成为Ａｌ：ＢＤＭＡＦ＝１：３，而在ｐＨ＝１０～１１氨性介质中，Ａｌ与ＢＤＭＡＦ，磺基水杨酸及非离子表面活性剂形成紫红色的组成为１：４的四元配合物。形成的四元配合物的显色反应可在室温瞬间完成，稳定性增加、灵敏度提高。以铜试剂作为掩蔽剂，由四元配合物直接光度法测定高铝水泥、石英砂、石灰石等试样中微量铝的测定，方法取得了满意的结果。