HDTMA在蛭石插层的化学反应特性
蛭石的综合利用研究进展
蛭石的综合利用讨论进展世界蛭石产地重要在美国、南非、中国和俄罗斯,其中美国三分之二产于蒙大拿州利比蛭石矿,南非产地是德兰士瓦省东北部帕拉博拉蛭石矿。
我国蛭石活着界上具有肯定地位,目前按产量计居世界第三位,已经发觉蛭石矿床、矿点100余处,重要矿山分布在北方,如新疆、内蒙、河南、陕西、山西、河北和山东等省区,新疆尉犁且干布拉克矿床是我国目前发觉的最大的蛭石矿床,估量储量居世界第二。
我国蛭石年产量已达到10万t,占世界总产量12.5%,国内消费6万t,出口4万t。
天然蛭石以其储量丰富、价格低廉、吸附容量大,对环境无毒无害且简单再生等优点,在污水处理方面有着广阔的应用前景。
一、蛭石的基本情况蛭石是一种天然、无毒的粘土矿物,由云母风化或蚀变而形成。
蛭石是典型的2:1型层状硅酸盐粘土矿物,结构单元由四周体片、八面体片及层间域构成,层间存在大量的阳离子和水分子。
蛭石的一般物理性质与云母相像,常呈鳞片状、片状或单斜晶系的假晶体。
鳞片重叠,解理完整。
蛭石为褐黄色至褐色,有时带绿色色调。
为土状光泽、珍珠光泽或油脂光泽,不透亮。
蛭石在500~800℃温度下焙烧0.5~1min,体积快速膨胀,体积膨胀6~10倍,线性膨胀8~12倍,通常称之为膨胀蛭石。
蛭石具有较好的阳离子交换性能、吸附性、高温膨胀性,故广泛应用于农业、环保、建材、畜牧业等领域。
二、蛭石的应用现状1、蛭石在园艺及农业中的应用在园艺上,膨胀蛭石高度的保水本领和片状结构,使土壤通气良好,保持土壤良好的潮湿情形,成为种子发芽的理想介质,促进发芽速度和提高发芽率。
蛭石的阳离子交换本领强,在分子结构中可以保持养分然后缓慢释放到生长介质中,故作为无土培养的垫层及蔬菜、水果、花卉、家养植物生长的分别隔层很有用;在花圃的土壤中可因其密度使得渗透性强和保水性好,可为植物合理提奉养分,对土壤的调整作用加强,改善水的滞留和通风,易掌控土壤中有益元素的汲取和释放,并可防止土壤pH值的急剧变化,在肥料用量过多时对植物也不会产生危害。
HDTMA改性粉煤灰吸附酸性金黄染料废水的研究毕业论文.
毕业论文(设计)题目:HDTMA改性粉煤灰吸附酸性金黄染料废水的研究学生:系别:专业班级:指导教师:辅导教师:时间:至目录学位论文作者声明 (II)摘要 (III)关键词 (III)Abstract (III)Keywords (III)1 前言 (1)2 实验原理 (1)3 实验仪器、材料与方法 (2)3.1 实验材料 (2)3.2 实验仪器设备 (2)3.3 改性粉煤灰的制备 (2)3.4 酸性金黄染料废水的制备 (2)3.5 粉煤灰改性效果对比 (2)3.6 改性粉煤灰最佳条件的确定方法 (2)3.6.1 最佳投加量 (2)3.6.2 最佳反应时间 (3)3.6.3 最佳pH值 (3)4 结果与分析 (3)4.1 粉煤灰改性对照试验结果 (3)4.2 改性粉煤灰最佳条件的确定方法 (3)4.2.1 最佳投加量的确定 (3)4.2.2 最佳反应时间的确定 (4)4.2.3 最佳pH值的确定 (5)5 结论 (5)参考文献 (6)致谢 (6)文献综述 (7)学位论文作者声明本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全了解有关保障、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关学位论文管理机构送交论文的复印件和电子版,同意本论文被编入有关数据库进行检索和查阅。
本学位论文内容不涉及国家机密。
论文题目:作者单位:作者签名:年月日HDTMA改性粉煤灰吸附酸性金黄染料废水的研究摘要近几年来,粉煤灰吸附处理染料废水的研究,已经引起了广泛的关注,用粉煤灰处理染料废水既能降低色度又能去除COD。
本课题采用表面活性剂HDTMA(十六烷基三甲基溴化铵)对粉煤灰进行改性,用改性后粉煤灰处理酸性金黄染料制备模拟的染料废水,考虑粉煤灰用量、吸附时间、废水pH值等因子对吸附效果的影响。
实验结果表明,改性粉煤灰的最佳投加量为0.5克,最佳反应时间为20分钟,最佳pH为2。
掺杂/改性蒙脱土的研究进展及应用
掺杂/改性蒙脱土的研究进展及应用熊健;陈鹏;付昭浩;德庆旺姆;杨兴文【摘要】The montmorillonite was one of mineral materials , which was favored by researchers because of superior physical and chemical properties.The structure and elementary property of montmorillonite were introduced.The organically modified , inorganic modified , organic-inorganic compound modified and doping methods of montmorillonite were discoursed.The application of montmorillonite in effluent treatment , electrochemical , nanocomposites and catalytic materials was summarized.%作为矿物材料之一的蒙脱土以其优越的物理、化学特性而倍受研究者的青睐。
本文介绍了蒙脱土的结构和性质,对蒙脱土的有机改性、无机改性、有机-无机复合改性及掺杂方法作了论述,并对掺杂/改性蒙脱土在废水处理、电化学、纳米复合材料、催化材料方面上的应用作了概括介绍。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)019【总页数】3页(P6-7,10)【关键词】改性蒙脱土;掺杂蒙脱土;应用【作者】熊健;陈鹏;付昭浩;德庆旺姆;杨兴文【作者单位】西藏大学理学院,西藏拉萨 850000;西藏大学理学院,西藏拉萨850000;西藏大学理学院,西藏拉萨 850000;西藏大学理学院,西藏拉萨850000;西藏大学理学院,西藏拉萨 850000【正文语种】中文【中图分类】TQ424专论与综述自然界中粘土的种类繁多,其中蒙脱土以其优越的物理、化学特性而倍受研究者的青睐。
蒙脱土改性及应用的研究进展
第 50 卷 第 1 期2021 年 1月Vol.50 No.1Jan.2021化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry蒙脱土改性及应用的研究进展李璟睿1,尹陈霜1,马海燕1,夏 芬1,程国君1,2(1.安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽 淮南 232001;2.安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院(芜湖),安徽 芜湖 241003)摘 要:蒙脱土是一种硅酸盐的天然矿物,具有良好的吸附性、阳离子交换性能和气液阻隔性。
吸附性使得蒙脱土具有良好的阻燃性和抗菌性,可以广泛应用于日常生活、工业及医用等方面。
为了进一步拓展蒙脱土的应用范围,通常需要对其进行有机化改性。
本文对近5年来蒙脱土的有机化改性及应用的研究进行了综述,以期为进一步开展蒙脱土的研究及应用提供参考。
关键词:蒙脱土;有机化改性;离子交换性;应用中图分类号:TB 332 文献标识码:A 文章编号:1671-9905(2021)01/02-0025-05基金项目:省级大学生创新创业训练项目(S201910361143);安徽省高等学校自然科学研究项目(KJ2019A0118);安徽理工大学芜湖研究院研发专项(ALW2020YF14);安徽理工大学引进人才项目(ZY017)通信联系人:程国君,硕士生导师,从事粉体改性及纳米复合材料的制备。
E-mail :***********************收稿日期:2020-10-29综述与进展蒙脱土(montmorillonite)别名微晶高岭石、胶岭石,结构式为(Al,Mg)2[SiO 10](OH)2·nH 2O,其中Al 2O 3含量为16.54%,MgO 4 含量为65%,SiO 2含量为50.95%,颜色多为白色微带浅灰色,含杂质时呈浅黄、浅绿、浅蓝色,土状光泽或无光泽,有滑感。
蒙脱土不仅是一种硅酸盐的天然矿物,还是膨润土矿的主要矿物组分。
高分子化学(第五版)潘祖仁版课后习题答案解析
第一章绪论思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。
答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,高分子由许多结构单元重复键接而成。
在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电子结构却有变化。
在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。
如果用2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平X表示。
均值,以DP表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以n2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。
答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。
聚合物(polymer)可以看作是高分子(macromolecule)的同义词,也曾使用large or big molecule的术语。
从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。
多数场合,聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。
低聚物的含义更广泛一些。
3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式(重复单元)。
选择其常用分子量,计算聚合度。
聚合物结构式(重复单元)聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n涤纶-[-OCH2CH2O∙OCC6H4CO-]n尼龙66(聚酰胺-66)-[-NH(CH2)6NH∙CO(CH2)4CO-]n聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n聚合物分子量/万结构单元分子DP=n 特征量/万塑料聚氯乙烯聚苯乙烯5~1510~3062.5104800~2400960~2900(962~2885)足够的聚合度,才能达到一定强度,弱极性要求较高聚合度。
常用塑胶规范
Colvin
常用塑胶原料分类
非结晶性类: ABS PS(HIPS/GPPS) PVC PC PSU PPS PMMA COC AS TPU POM PP PE(HDPE/LDFE) PBT PA(6、66、9、12) PC+PBT PEI TPE PC/ABS TPX ASA COP
结晶性类:
PC材料基本特性
塑料化学名称:聚碳酸酯(工程材料),PC塑料密度1.18~1.20克/立方厘米,成型 收缩率:0.4-0.6%,成型温度:260-300℃,干燥条件:100-120℃ 4小时,必要时 需要除湿干燥机,PC塑料的特点:具有突出的抗冲击能力,耐蠕变和尺寸稳定性 好,耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良,是五大工程塑料中唯一具有良好透明 性的产品,也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。目前广泛应用于汽车、电子 电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域,随着改性研究的不断 深入,正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。 PC料流动性较差如成品厚度在5mm以上,为避免气泡或凹陷慢速射出会有帮助。 一般而言,射速原则为薄者快,厚者慢。从注塑切换到保压,保压要尽量低。以免 成型品发生残留应力。而残留应力可用退火方式来解除或减轻,条件是120~130℃ 约三十分钟至一小时。
POM材料基本特性
塑料化学名称:聚甲醛,POM塑料密度1.43克/立方厘米,成型收缩率:1.9~2.3%, 成型温度:180~225℃,干燥条件:70℃ 2小时(部分无需干燥),POM塑料的特 点:POM是结晶型塑料,它的钢性很好,俗称“赛钢”。它具有耐疲劳、耐蠕变、耐 磨、耐热、耐冲击等优良的性能,且摩擦系数小,自润滑性好。POM不易吸湿,吸 水率为0.22~0.25%,在潮湿的环境中尺寸稳定性好,注塑时尺寸较难控制,热变 形温度为172℃。POM原料强度高,质轻,常用来代替铜、锌、锡、铅等有色金属 , 广泛用于工业机械、汽车、电子电器、日用品、管道及配件、精密仪器和建材 特别是特别适合于制作齿轮和轴承。 成型温度不能高于:230°,高于230°会分解出聚甲醛气体非常刺 鼻,如果长时间气体不能排出会引发爆炸的可能性。气体也有毒。
03-1蛭石结构修饰与有机插层
CPS
2θ/
河北承德蛭石原样XRD图(面网间距单位:nm)
0.955
2500
0.312
3000
2000
1500
1000
500
经结构修饰后,镁 型蛭石、钠型蛭石 和云母-蛭石混层 矿物均变成钠型蛭 石 (d001=1.158nm), 结晶程度降低。
20 30 40
CPS
1.158
0 10
2θ
同样条件下改性, 滑石基本未发生变 化 (d001=0.955nm)。
表征方法
蛭石的结构修饰及有机插层结果分别用化学成 分分析、阳离交换容量测定和粉晶X射线衍射 (XRD)方法表征。 粉晶X射线衍射实验在日本理学D/MAX1200 型转靶X射线粉末衍射仪上进行,实验条件 为 : 电 压 40 k V , 电 流 30 m A , 扫 描 速 度 4℃/min,铜靶,石墨单色器。定向样品采用 自然沉降法制备。
结果讨论
蛭石的结构修饰 提 纯 蛭 石 原 样 的 阳 离 子 交 换 容 量 (CEC) 为 102mmol/100g 化学成分见表1 粉晶X射线衍射分析结果于图1
表1
氧化物 SiO2
河北承德蛭石化学成分分析结果
AL2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO Na2O K2
wt(%)
38.59
本实验用1.5倍CEC的HDTMAB插层蛭石时出现 两种层间距(3.06nm和3.74nm),这与吴平宵 等人的研究结果略有不同,可能与蛭石原样中 同 时 存 在 镁 型 、 钠 型 蛭 石 和 蛭石混层矿物有 关。 当 HDTMAB 用 量 大 于 2.0 倍 CEC 时 , 开 始 出 现 HDTMAB的衍射峰,衍射峰强度随HDTMAB用 量的增加而变化。但总体说来,当HDTMAB用 量大于2.0倍CEC时,进入蛭石层间的HDTMAB 量及其排列方式基本不变(倾角略有增大), 但 更 多 HDTMAB 吸 附 于 蛭 石 外 表 面 , 致 使 HDTMAB衍射峰逐渐增强。
HDTMA改性粉煤灰吸附染料废水开题报告
毕业论文(设计)开题报告题目名称:HDTMA改性粉煤灰吸附酸性金黄染料废水的研究题目类别:毕业论文系别:专业班级:学生姓名:指导教师:辅导教师:开题报告日期:研究现状:我国粉煤灰主要来自于燃煤电厂、冶炼、化工等行业排放的固体废物,每年的排放量超过500万吨。
常见的粉煤灰中所包含的化学元素有SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、CaO、FeS。
粉煤灰活性程度主要取决于其中的氧化铝、二氧化硅和氧化钙的含量,含量越高,其活性就越高,也就意味着粉煤灰的品质也越好;铝硅玻璃体(氧化硅与氧化铝)也是粉煤灰的主要成分,也是决定粉煤灰活性的重要因素之一。
在相同条件下,玻璃体含量越高,粉煤灰的活性就越好。
自20世纪以来印染行业发展迅速,染料废水是难处理的工业废水之一,近年来,我国每年工业污水排放量达190多亿吨,其中染料废水占35%。
染料废水具有水质变化大、有机污染物含量高和色度深等特点,染料废水的处理方法已经引起人们高度的重视。
并且大多数染料为有毒难降解的有机物,带有部分极性基团(—SO3Na,—OH,—NH)和各类显色基团(如—N=N—,—N=O等),其中多数是以芳烃和杂环为母体,其化学稳定性强,具有致畸、致癌、致突变等危害;直接危害人类健康,还严重破坏水体、土壤及生态环境,造成难以估量的后果。
我国每年排放的粉煤灰,只有少部分达到了综合利用,大部分粉煤灰被闲置着,既占用大面积的土地,又严重污染环境,破坏生态平衡。
所以,开展对粉煤灰的综合利用,变废为宝,已经成为我国以及全球环保和经济共同关注的问题。
因为粉煤灰具有比表面积大,多孔等特点,对染料大分子具有一定的吸附能力,并且价格低廉,来源广泛,因而在处理染料废水方面有较大的潜力。
但是未经改性的粉煤灰对染料废水的脱色能力有限,通过不同方法对粉煤灰进行改性,可大大改善粉煤灰的物理和化学吸附性能,提高其对染料废水的处理效果。
目前采用较多的粉煤灰的改性方法有:酸改性、碱改性、盐改性、表面活性剂改性、混合改性等。
聚合物的差示描量热分析
聚合物的差示扫描量热分析聚合物的差示扫描量热分析差热分析(Differential Thermal Analysis—DTA)法是一种重要的热分析方法,是指在程序控温下,测量物质和参比物的温度差与温度或者时间的关系的一种测试技术。
该法广泛应用于测定物质在热反应时的特征温度及吸收或放出的热量,包括物质相变、分解、化合、凝固、脱水、蒸发等物理或化学反应。
广泛应用于无机、有机、特别是高分子聚合物、玻璃钢等领域。
差热分析操作简单,但在实际工作中往往发现同一试样在不同仪器上测量,或不同的人在同一仪器上测量,所得到的差热曲线结果有差异。
峰的最高温度、形状、面积和峰值大小都会发生一定变化。
其主要原因是因为热量与许多因素有关,传热情况比较复杂所造成的。
虽然过去许多人在利用DTA进行量热定量研究方面做过许多努力,但均需借助复杂的热传导模型进行繁杂的计算,而且由于引入的假设条件往往与实际存在差别而使得精度不高,差示扫描热法(简称DSC)就是为克服DTA在定量测量方面的不足而发展起来的一种新技术。
20世纪60年代,差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry,DSC)被提出,其特点是使用温度范围比较宽,分辨能力和灵敏度高,根据测量方法的不同,可分为功率补偿型DSC和热流型DSC,主要用于定量测量各种热力学参数和动力学参数。
差示扫描量热法是在程序升温的条件下,测量试样与参比物之间的能量差随温度变化的一种分析方法。
差示扫描量热法有补偿式和热流式两种。
在差示扫描量热中,为使试样和参比物的温差保持为零在单位时间所必需施加的热量与温度的关系曲线为DSC曲线。
曲线的纵轴为单位时间所加热量,横轴为温度或时间。
曲线的面积正比于热焓的变化。
DSC与DTA原理相同,但性能优于DTA,测定热量比DTA准确,而且分辨率和重现性也比DTA好。
由于具有以上优点,DSC在聚合物领域获得了广泛应用,大部分DAT应用领域都可以采用DSC进行测量,灵敏度和精确度更高,试样用量更少。
化学-微波法制备高膨胀率膨胀蛭石及对亚甲基蓝的吸附机理
基蓝(MB)的吸附性能进行了研究"结果表明$HEV膨胀率高(膨胀率!=60倍),比表面积大(10 m2%^"1),
分布在2〜5 nm
之间,
蛭石、水金云母和金云母的物相结构,阳离子交换容量由原样的0.835 mmol-g"1
1.005 mmolg1。HEV对
MB的吸附容量受MB初始浓度、吸附时间、溶液pH和吸附温度影响"当MB
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无机化学学报
第36卷
maintained, and the cation exchange capacity increased to 1.005 mmol • g_1 from the original 0.835 mmol • g_1. The adsorption capacity of HEV was influenced by the initial concentration of MB, adsorption time, solution pH and adsorption temperature. When the initial concentration of MB solution was 300 mg • L_1, the adsorption time was 240 min, the pH value was 9, the adsorption temperature was 298 K, and the adsorption capacity was 419.87 mg • g_1, much higher than the original vermiculite ore. The adsorption process conforms to the Langmuir model and the pseudo-second order kinetic model, and is a spontaneous and disordered endothermic reaction process with single molecular layer adsorption and low adsorption barrier. Removal of HEV effect on MB has surpassed that of some natural minerals as well as commercial-grade activated carbon, indicating that HEV is an efficient, low-cost cationic dye waste water adsorbent.
蛭石的生产设备和工艺方法
1、一种轻质墙体复合板及其加工工艺2、晶体复合玻璃装饰板3、防火板4、蛭石防火门5、隔热喷涂材料的制作工艺6、一种防水保温材料7、膨胀蛭石芯板防火门8、轻质防水隔热建筑材料9、粉煤灰泡沫混凝土复合砌块10、多功能抗渗漏轻质屋面板11、蛭石复合注压型材料12、无机非透明防火板13、蛭石膨胀工艺14、屋面隔热板15、一种大型轻质外挂墙板16、粉煤灰泡沫混凝土复合砌块及其制作方法17、多功能防水涂料及其生产方法18、胶体聚氨酯轻质隔热保温板块19、新型阻燃复合板材20、硅镁层绝热耐火材料及生产工艺21、一种蛭石隔热织物22、轻质墙体绝热材料23、一种耐油防腐密封衬垫板24、屋面轻质隔热保温憎水空心砌块25、一种轻质保温板26、带锈除锈防腐漆配方及制作工艺27、轻质粘土建筑用砖的制作方法28、隔热防水砂及其生产工艺29、一种管道隔热保温支撑材及其制法30、发泡水泥31、蛭石保温防火装饰板32、人工蛭石33、外墙内保温高强度节能墙体保温材料34、一种隔热减震复合材料35、一种轻型建筑板材结构36、建筑用复合石膏防火板37、一种装配式建筑板材结构38、轻质吸音耐火矿物装饰板的生产方法39、节煤粉40、颗粒保温剂及其生产工艺41、吸水性酚醛泡沫塑料的制法42、大洋多金属结核-结壳浸出渣吸附剂及其制备方法43、一种矿塑装饰材料及制造方法44、蛭石工艺画及其制作方法45、一种蛭石复合肥的制造方法46、复合环保防火墙板47、用于处理并涂覆混凝土表面的组合物48、以硅灰石为基料的炼钢浇注用保护渣49、莲花式型煤节能炉50、以膨胀蛭石为轻骨料的玻璃纤维增强轻质水泥板及制法51、住宅钢结构防火涂料52、蛭石橡胶板及其制备方法53、石墨-氧化铝耐热材料的涂覆制品54、不可燃成型构件-特别是建材板的制造方法55、有机防火堵料56、一种钢包内衬57、环保型植生板的制作方法58、圆颗粒钢水保温剂及其制造方法59、一种高掺量煤矸石膨化轻质高强材料及其制作方法60、钢丝网架膨胀珍珠岩复合墙板61、一种矿塑装饰材料62、无石棉摩擦材料及制造工艺63、装配式轻质防火隔墙板64、无机插层纳米催化剂及其制备方法65、一种无石棉无金属摩擦材料及摩擦元件的制造方法66、一种耐油防腐密封衬垫板及其制造方法67、一种复合保温砂浆及其制备方法68、无机单组分钢结构防火涂料及其制备方法69、植物纤维生蛭石阻燃复合板70、一种无机密封隔热材料71、一种种子活力剂的配制方法72、用于污水处理生物膜工艺的复合填料73、氯镁泡沫塑料保温板74、内外墙体的装饰材料75、高吸附性光催化剂及载体材料76、保险箱防火隔热漂珠复合耐火材料77、硅镁铝复合绝热涂料78、改性的层状硅酸盐、其与聚乙烯复合的材料及其制备方法79、铬基除渣清灰剂组合物及其制备工艺80、可研磨的矿物复合泥涂料及施工法81、立窑水泥煅烧节能型添加剂82、耐火层叠状厚板片,其制造方法以及其应用83、绝热保温成型构件的制造方法84、防火隔热复合材料85、一种建筑材料及利用该材料制造墙板的方法86、隧道防火涂料及其制造与施工工艺87、用于连续铸钢的结晶器熔剂88、一种复合纳米生物介质89、复合HZSM-5沸石蛭石催化剂及其用途90、制备用于生产成品的膨胀蛭石的方法91、聚合物改性水泥基厚涂型钢结构防火涂料92、安全防火门的制造方法93、基于超细粉体低温烧结和自替代复合纤维技术的钢结构防火涂料94、含有矿物质和微量元素的活化浓缩液及制备方法95、一种酚醛树脂粘土纳米复合材料及其制备方法96、复合片材97、处理主要由硅藻土组成的滤泥的装置及其运行方法98、建筑物保温材料和保温方法99、具有提高的膨胀体积的层状硅酸盐插层化合物、其制备方法以及其用途100、用于生产成品的层状蛭石的制备方法101、层状硅酸盐插层化合物的制备方法、其中制备的插层化合物及其用途102、轻质干耐火材料103、建筑材料组合物和建筑材料收录蛭石制备及应用期刊文献66项1、HDTMA改性蛭石的结构特征研究2、半金属汽车刹车材料中蛭石作用的研究3、保证现浇水泥蛭石保温层质量的措施4、玻纤蛭石混杂增强摩擦制动材料的研制5、层间水含量对蛭石有机改性影响的研究6、从国内外生产工艺看我国蛭石开发利用与世界的差距7、电加热珍珠岩膨胀炉膨胀蛭石试验研究8、复合型矿物增效剂对碳铵肥效的影响9、改性蛭石吸附性能初探10、钙改型蛭石对铵离子的交换平衡11、工业蛭石的酸处理、热处理及其有机气体吸附12、利用天然蛭石处理造纸黑液13、辽宁清原膨胀蛭石及其有机改性研究14、辽宁清原未膨胀蛭石及其有机改性研究15、灵宝小秦岭北部蛭石矿化类型及质量评述16、镁改型蛭石对铵离子的交换性能17、钠改型蛭石的铵离子交换平衡18、膨胀蛭石板19、膨胀蛭石保温干粉砂浆20、膨胀蛭石的利用及其新进展21、膨胀蛭石混凝土砌块22、膨胀蛭石砼砌块23、浅谈蛭石在造纸中的应用24、清水池现浇水泥蛭石隔热保温层及其施工技术25、人工湿地中蛭石填料净化污水中氨氮能力26、世界蛭石生产消费和国际贸易27、天然蛭石对污水中氨氮吸附去除率的影响28、团风蛭石的矿物学和膨胀性能的研究29、我国工业蛭石矿床地质特征及其成因类型探讨30、我国蛭石的开发利用31、系统评价天然蛭石吸附氨氮的效果32、新疆尉犁蛭石矿中金云母?蛭石的间层结构研究33、新疆蛭石选矿工艺研究34、有机插层蛭石功能材料的制备与表征研究35、有机蛭石酚醛树脂熔融插层纳米复合材料的研究36、珍珠岩与蛭石原矿潜在应用前景良好37、征集膨胀蛭石粉应用研究成果38、蛭石极具开发前景建筑应用广泛39、蛭石氨氮吸附量与起始溶液浓度和介质用量的函数关系40、蛭石产品在建筑工业中的应用41、蛭石的NH_4~吸附与Langmuir方程42、蛭石的结构修饰及有机插层试验43、蛭石的结构修饰及有机插层试验44、蛭石的应用及前景45、蛭石的应用矿物学研究与开发利用现状46、蛭石的应用现状及开发前景47、蛭石电加热膨胀试验研究48、蛭石电加热膨胀新工艺49、蛭石煅烧炉50、蛭石对镉吸附作用的研究51、蛭石对稀土离子的吸附性能研究52、蛭石对重金属离子吸附作用的研究53、蛭石防火板及其在被动防火系统中的应用54、蛭石粉对橡胶吸声件性能影响55、蛭石复合肥试验简报56、蛭石改性处理研究现状评述57、蛭石改性提高蛭石膨胀度的研究58、蛭石矿物材料层间水的赋存状态研究59、蛭石摩擦材料研究60、蛭石摩擦材料研制61、蛭石磨擦材料62、蛭石配制低密度水泥浆实验研究63、蛭石片增强改性酚醛树脂作用机理研究64、蛭石去除废水中磷酸盐的研究65、蛭石尾砂在燃煤固硫除尘中的利用66、蛭石作培养基支撑物对葡萄试管苗生长的影响,。
文献综述样本
文献综述前言无机层状材料的发展已经历了一百多年的历史,但直到20世纪60年代才真正引起人们的注意。
层状材料显示了丰富的光、电、催化等功能,是一类具有极为广阔开发前景的功能性材料。
特别是近几年来,研究者借助于现代分析测试手段,如X射线衍射分析、红外、热重分析、电子能谱、扫描或透射电镜等,使人们对层状材料的认识进一步加深。
无机层状化合物是一类具有层状主体结构,由某种特定结构单元通过共角、边、面堆积而形成特定空间结构的化合物。
其层间距一般为几个纳米,处于分子水平。
在主体层内由于存在不同氧化态元素或空间缺陷,造成主体层随组成不同而呈现不同的电性,在层间存在与主体层电性相反的客体离子或分子以补偿电荷平衡。
一般以层状主体是否带电划分为阳离子型,阴离子型及中性层状化合物[1]。
层状化合物的结构模式如图 1 所示[2]。
图 1 无机层状化合物j结构模式图[2]阳离子型层状化合物是一种应用广泛的材料,尤其是阳离子层状粘土类材料,如层状硅酸盐等。
阳离子层状粘土类材料是一类天然矿物,储量大,在制陶业、石油裂解和造纸业等方面有具有广泛的应用。
为满足粘土材料在不同应用领域的需要,往往需要对其进行改性处理,经过改性的阳离子粘土还可作为吸附剂、漂白剂、离子交换剂和分子筛催化剂应用于吸附、催化等领域[3]。
无机层状粘土层间域是一个特殊的化学反应场所,通过层间阳离子交换、层间柱撑等物理化学方法,使其结构和性质发生相应的变化,从而具有不同的功能。
改性粘土矿物材料在催化剂、吸附剂、择型分子筛等方面必将具有更为广阔的应用前景。
1 阳离子层状粘土材料1.1 阳离子层状粘土的结构特点阳离子型层状粘土的板层由带负电的结构单元通过共用边、角、面形成层状框架或网络。
板层带负电,其电荷的补偿是通过层间可移动的阳离子或中性分子来实现的[4]。
层板内原子多为共价键结合,层间为范德华力(中性层板骨架)或弱化学键(带电荷层板骨架)如离子键、氢键等来结合。
hdtms化学式
hdtms化学式HDTMS化学式简介HDTMS(Hexamethyldisilazane)是一种有机硅化合物,化学式为(N(CH3)2Si)2,是一种无色液体,常用于有机合成和表面处理等领域。
下面将从不同角度介绍HDTMS的性质和应用。
一、物理性质HDTMS是一种具有低黏度和低沸点的液体,具有易挥发的性质。
它在常温下可以自由流动,并且能够与多种有机溶剂混溶。
此外,HDTMS还具有较低的表面张力和优异的润湿性能,使其在表面处理中得到广泛应用。
二、化学性质HDTMS分子中的两个氨基基团和两个甲基基团使其具有化学反应活性。
它可以与水反应生成甲基硅酸,从而实现对表面的改性。
此外,HDTMS还可以与含有活性氢的化合物发生缩合反应,生成具有新功能的有机硅化合物。
三、应用领域1. 有机合成:HDTMS作为一种有机硅试剂,常用于有机合成中作为保护基的引入剂。
通过将HDTMS与目标化合物反应,可以引入甲基基团或硅基团,从而改变化合物的性质和反应活性。
2. 表面处理:由于HDTMS具有优异的润湿性能,它常被用于表面处理中,如涂层、印刷和油墨等工艺中。
HDTMS可以在材料表面形成一层较为均匀的硅化膜,提高材料的耐磨性、耐腐蚀性和附着力。
3. 生物医学:HDTMS在生物医学领域也有广泛应用。
它可以改善生物材料的表面性质,提高生物相容性,并在组织工程和药物传递等方面发挥重要作用。
总结起来,HDTMS作为一种有机硅化合物,在有机合成和表面处理等领域具有广泛的应用前景。
它的多样化学性质和优异的性能使其成为了许多工业和科研领域不可或缺的化学试剂。
通过不断深入研究和应用,相信HDTMS的应用领域将会进一步拓展,为人类的生产生活带来更多的便利和创新。
HDTMA柱撑蒙脱石层间域内有机离子的排列、演化模式及构型变化
中国科学院研究生院博士学位论文HDTMA<'+>柱撑蒙脱石层间域内有机离子的排列、演化模式及构型变化姓名:***申请学位级别:博士专业:矿物学指导教师:谢先德;何宏平20030623HDTMA+柱撑蒙脱.右层间域内有机离子的舅}刘、演化模式及构型变化柱撑粘土之所以受到不同领域学者的广泛重视,主要是因为它具有如下重要的特性:具有二维通道结构,层间距达O.9~5.2nm,且孔径和孔结构可调;有众多的粘土矿物和柱化剂可与其配伍;可制备出具有不同的酸度、孔结构、机械强度和水热稳定性的材料用于各种不同的目的。
由于它独特的结构和性能,使之在催化剂材料、环境保护、择形吸附、膜技术、离子导体、固体电极、化学传感器、热绝缘体、光功能材料及颜料等众多领域具有广阔的应用前景。
近几年已有许多国内外学者对其制备方法、结构与机理、性能与表征及应用等从不同的角度进行过评述和讨论(Pinnavaia,1983:Cooletal,1998;Giletal,2000;Ma,2000:粱娟等,1990;赫玉芝等,1992;于道永,1997:王忠杰等,1997;曾庆华等,1998;荣天君等,1998;陶龙骧,1998;刘优等,1999;黄焱球等,1999;戴劲草等,1999;孙家寿,1999;杜以波等,2000;吴平霄等,2000;李松军等,2000;曹明礼,2001;曹江海等,2001;鲍世聪等,2001:孙家寿等,2001)。
一柱撑粘土的主要性质特征柱撑粘土是一种具有一定孔隙的孔性材料,根据国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)对无机孔性材料的分类,孔径位于2.0—50.0nm的固体定义为介孔材料,<2.0rim的为微孔材料。
由于粘土表面电荷的不均匀分布,有机阳离子在表面上的分布也是不均匀的。
孔径的大小分布测定反映了这一点。
孔径的大小主要取决于粘土的表面电荷密度及所用有机阳离子的大小,以有机柱撑蒙脱石为例,对相同的有机阳离子而言,粘土的表面电荷越高,贝0层间有机阳离子之间的距离越小,有机阳离子本身所覆盖的表面越大。
蛭石的使用方法及应用技巧(2)
蛭石的使用方法及应用技巧(2)蛭石的结构与形态单斜晶系;a0=0.535nm,b0=0.925nm,c0=n*1.45 nm,β=97。
07';Z=2。
这是常见的以Mg为主要层间阳离子的三八面体型蛭石的晶格常数。
二八面体型蛭石的晶格常数稍有不同。
晶体结构为2:1(TOT)型。
四面体片中由Al代替Si而产生层电荷,导致层间充填可交换性阳离子和水分子。
水分子以氢键与结构层表面的桥氧相联,在水分子层内彼此又以弱的氢键相互连结。
部分水分子围绕层间阳离子形成配位八面体,形成水合络离子[Mg(H2O)6]2 ,在结构中占有固定的位置;部分水分子呈游离状态。
这种结构特点使蛭石具有很强的阳离子交换能力。
在正常温度和湿度下,Mg饱和蛭石的c0为1.436nm,层间具双水分子层,但水分子层不完整。
水饱和后c0增大至1.481nm,此时层间填充的是完整的水分子层。
通过缓慢加热使蛭石部分脱水后,其c0由1.436变为1.382nm。
继续脱水,双层水分子将减为单层水分子,c0变为1.159nm。
再继续脱水,将变为完全脱水结构(c0=0.902nm)与含单层水分子结构(c0=1.159nm)相间排列的结构,其c0为2.06nm。
完全脱水后则变为类似于滑石的结构,c0为0.902nm。
蛭石加热至500℃脱水后,置于室温下可再度吸水;但加热至700℃后则不再吸水。
常依黑云母或金云母呈假象。
多呈褐、黄褐、金黄、青铜色,有时带绿色。
光泽较云母弱,油脂光泽或珍珠光泽。
解理完全,薄片有挠性。
硬度1~1.5。
相对密度2.4~2.7。
偏光镜下:多色性无色至浅褐色。
二轴晶(-),光轴角很小。
Ng=1.545~1.585,Nm =1.540~1.580,Np=1.525~1.560。
膨胀性;阳离子交换性和吸附性;膨胀蛭石也具有良好的吸水性;隔音性;隔热性和耐火性;耐冻性;膨胀蛭石的化学性质稳定。
不溶于水。
pH 值7~8。
无毒、无味,无副作用。
有机插层蛭石功能材料的制备与表征研究
有机插层蛭石功能材料的制备与表征研究
吴平霄
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2003(034)006
【摘要】用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA*Br)对蛭石矿物进行插层改性,制成有机插层蛭石功能材料.应用X射线衍射分析、差热分析等对有机插层蛭石结构进行表征.结果显示,HDTMA可较容易进入蛭石矿物的层间域中,HDTMA以倾斜立式在层间排列,倾角约为57°.蛭石与HDTMA之间的反应,在HDTMA加入量较少时以离子交换为主;在HDTMA加入量较多时,分子吸附也变得重要.当HDTMA加入量小于蛭石的阳离子交换容量时,HDTMA将尽量以紧密排列方式进入部分蛭石层间,进入蛭石层间域的HDTMA具有较好的稳定性,不易解吸.
【总页数】4页(P728-731)
【作者】吴平霄
【作者单位】华南理工大学,环境科学与工程系,广东,广州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】P578.963;X7
【相关文献】
1.苯并噁嗪树脂插层蛭石纳米复合材料的制备与表征 [J], 叶朝阳;顾宜
2.不同工艺有机插层蛭石的制备及表征 [J], 韩炜;张尧;刘炜;吴驰飞
3.蛭石的钠化和有机插层蛭石的制备与表征 [J], 陈志坤;何素芹;辛建泉;刘文涛;朱
诚身
4.溶液插层法制备CR/有机蛭石纳米复合材料的研究 [J], 张泽朋;刘建辉;廖立兵;张志平
5.蛭石高附加值产品的开发及应用——有机插层蛭石的制备 [J], 孙波;李志娟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
高分子物理第一章习题
第一章1. 1 高分子链的近程结构1.1.1 结构单元的化学组成例1-1以下化合物,哪些是天然高分子化合物,哪些是合成高分子化合物(1)蛋白质,(2)PVC,(3)酚醛树脂,(4)淀粉,(5)纤维素,(6)石墨,(7)尼龙66,(8)PVAc,(9)丝,(10)PS,(11)维尼纶,(12)天然橡胶,(13)聚氯丁二烯,(14)纸浆,(15)环氧树脂解:天然(1)(4)(5)(6)(9)(12)(14),合成(2)(3)(7)(8)(10)(11)(13)(15)1.1.2 构型例1-2试讨论线形聚异戊二烯可能有哪些不同的构型,假定不考虑键接结构(画出结构示意图)。
解:聚异戊二烯可能有6种有规立构体,它们是:常见错误分析:本题常见的错误如下:(1)将1,2加成与3,4加成写反了。
按IUPAC有机命名法中的最小原则,聚异戊二烯应写成而不是即CH3在2位上,而不是在3位上。
(2)“顺1,4加成又分成全同和间同两种,反1,4加成也分成全同和间同两种。
”顺1,4或反1,4结构中没有不对称碳原子,没有旋光异构体。
甲基与双键成120°角,同在一个平面上。
例1-3 环氧丙烷经开环聚合后,可得到不同立构的聚合物(无规、全同、间同),试写出它们的立构上的不同,并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响?解:聚环氧丙烷的结构式如下:存在一个不对称碳原子(有星号的),因而有以下全同、间同和无规立构体。
性能的影响是:全同或间同立构易结晶,熔点高,材料有一定强度;其中全同立构的结晶度、熔点、强度会比间同立构略高一点。
无规立构不结晶或结晶度低,强度差。
常见错误分析:“只存在间同立构,不存在全同立构。
”以上写法省略了H,根据上述结构式,似乎只存在间同不存在全同。
这是一种误解,实际上碳的四个价键为四面体结构,三个价键不会在一个平面上。
而在平面上表示的只是一个示意,全同与间同的真正区别在于CH3是全在纸平面之上(或之下),或间隔地在纸平面之上和之下。
3 自由基聚合
过氧化二苯甲酰分解及其副反应更复杂一些,按两步分解,先后形成苯甲酸基和苯基自
由基,有可能再反应成苯甲酸苯酯和联苯。
C6H5C
O
O
CC6H5
2C6H5CO
C6H5COO + C6H5 + CO2
链增长是单体自由基打开烯类分子的 π键,加成,形成新自由基,新自由基的活性并不 衰减,继续与烯类单体连锁加成,形成结构单元更多的链自由基的过程。链增长反应活化能 低,约 20~34 kJ·mol-1,增长极快。
链终止是自由基相互作用而终止的反应。链终止活化能很低,仅 8~21 kJ·mol-1,甚至低 至零。终止速率常数极高,为 106~108 L·mol-1·s-1。
直接光引发:单体吸收一定波长的光量子后成为激发态,而后再分解成自由基而进行的 聚合反应称为直接光引发。比较容易进行直接光引发的单体有丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸、 丙烯酸酯。
M + hν
M i⎯⎯→ Ri+R 'i
光引发剂引发:光引发剂吸收光后,分解成自由基而后引发烯类单体聚合。光引发剂 包括 ABIN、BPO、安息香和甲基乙烯基酮,如:
答 聚合热(-ΔH):乙烯 (95 kJ·mol-1)、丙烯(85.8 kJ·mol-1)、异丁烯 (51.5 kJ·mol-1)、苯 乙烯(69.9 kJ·mol-1)、α-甲基苯乙烯 (35.1 kJ·mol-1)、甲基丙烯酸甲酯(56.5 kJ·mol-1)。从上述 数据可以看出聚合热的大小。
(7)CH3CH=CHCH3不能进行自由基聚合,因为 1,2-双取代,单体结构对称,空间阻碍
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Chemical Reaction Characteristics of HDTMA + Cations inInterlayer Space of Vermiculite Crystal LayersTongjiang Peng a,* , Hongjuan Sun b , Jinmei Sun c and Haifeng Liu d1Institution of Mineral Material & Application, Southwest University of Science & Technology,Mianyang 621010, P.R.Chinaa tjpeng@,b sunhongjuan@,c sunjinmei_1982@ ,d liuhaifeng@Keywords: hydrophlogopite, vermiculite, organic intercalation, arrangement modelAbstract. Hydrophlogopite, a regular interstratified mineral with 1:1 ratio of vermiculite and phlogopite crystal layers, was modified with sodium and organically intercalated with HDTMAB, and then the samples were examined with XRD. Based on the theoretical geometric dimensions of organic cations, the structure and arrangement model of HDTMA + cation in the interlayer space of vermiculite crystal layers were studied, the reaction mechanism of organic intercalation was also discussed. The results show that HDTMA + cations enter into the interlayer space of vermiculite crystal layers only without exchange with the cations in the interlayer space of phlogopite crystal layers, and that the arrangement models of HDTMA + cations in the interlayer space of vermiculite crystal layers varies with the added amount of HDTMAB. When the added amount is small, the arrangement model of HDTMA + cations in the interlayer space of vermiculite crystal layers is lateral-bilayer, and when the added amount is larger, the arrangement model is paraffin-type monolayer.1 IntroductionIndustrial vermiculite mineral is one of the non-metallic mineral products with potential advantages in China. The Xinjiang Weili Vermiculite Mine is the largest vermiculite Mine in China, accounting for 90% of the total industrial vermiculite reserves in the country. The industrial vermiculite mineral from this Mine consists of phlogopite-vermiculite interstratified mineral, mainly regular phlogopite-vermiculite 1:1 interstratified mineral, i.e., hydrophlogopite [1]. The interlayer space of phlogopite crystal layers is mainly filled with K + ions, and that of vermiculite crystal layers is mainly filled with the hydrated cations of Na +, Ca 2+, and K +, etc. The hydrated cations in the interlayer space of vermiculite crystal layers have good exchangeability, so organic hydrophlogopite and organic/inorganic nanometer composite materials can be prepared by cation exchange; the modified hydrophlogopite has been used in the field as, for example, a catalyst and carrier, waste water treating compound, and adsorbent, etc.Researchers have widely and deeply studied the preparation of organically intercalated clay minerals through utilizing quaternary ammonium salt. Zhu Jianxi et al. studied montmorillonite by using HDTMAB as intercalation agent, and found that the quaternary ammonium cations could be arranged into many arrangement models in the interlayer space, such as lateral-monolayer, lateral-bilayer, false three-layer, paraffin-type monolayer, and paraffin-type bilayer, and that there were different interlayer distances for each arrangement model [2,3]. Williams-Daryn, et al. researched the arrangement of the single-chained and double-chained quaternary ammonium cations in the interlayer space by using N-alkyl trimethyl ammonium bromide (N=10, 12, 16, 18) to treat Na-vermiculite; the results showed that the arrangement of the single-chained quaternary ammonium cations in the interlayer space was paraffin-type monolayer and that the arrangement ofthedouble-chained quaternary ammonium cations in the interlayer space depended on the structure of the short chains and the long chains [4,5]. Wu Pingxiao, et al. studied the organic intercalation of octadecyl trimethyl ammonium bromide into the mixture of hydrobiotite, vermiculite and phlogopite, and the results showed that when the added amount of octadecyl trimethyl ammonium bromide was small, the K+ ions in the biotite crystal layers of the hydrobiotite were not involved in an ion exchange reaction. However, when the added amount of octadecyl trimethyl ammonium bromide was large, the crystal layers of the biotite were also in a paraffin-type bilayer arrangement, and that the gradual change of arrangement models of the quaternary ammonium cations in the interlayer space was as follows: paraffin-type monolayer in vermiculite crystal layers → paraffin-type bilayer in vermiculite crystal layers → paraffin-type bilayer in vermiculite crystal layers and biotite crystal layers [6].The phlogopite-vermiculite interstratified mineral and hydrophlogopite are 2:1 type phyllosilicate minerals like montmorillonite, but the layer charge of vermiculite crystal layer is higher than that of montmorillonite so the ion exchange reaction with the organic ions is more difficult. The report regarding the study on the interaction of hydrophlogopite and the quaternary ammonium cations is rare. In this paper, we used hexadecyl trimethyl ammonium bromide (HDTMAB) to prepare organic hydrophlogopite, discussed the mechanism of intercalation, studied on the chemical reaction characteristics and the arrangement models of the organic cations in the interlayer of vermiculite.2 Experimental DetailsThe hydrophlogopite sample was taken from the Xinjiang Weili Vermiculite Mine, tabular crystal, color brown or gray, luster like grease, cleavage {001} perfect, cleavage flakes with flexibility but not elastic. The sample was ground to 200 mesh powder, its cation exchange capacity (CEC) was 74.15mmol/100g, and the exchanged ions were mainly Ca2+and Na+. The chemical composition ω(B)/%: SiO2 45.65, Al2O3 12.12, Fe2O3 5.97, MgO 25.15, CaO 1.75, Na2O 0.49, K2O 5.26. The intercalation agent used was hexadecyl trimethyl ammonium bromide(HDTMAB), CH3(CH2)15N(CH3)3Br, analytical reagent, content ≥99.0%.The main equipments used were a DF-101S intelligent heat-collection type thermostatic heating magnetic stirrer, a 78-1 type magnetic heating stirrer, a TDL-40B low-speed and high-capacity bench centrifuge, etc.It has been shown through other research that, under the same experimental conditions, the quaternary ammonium cations (HDTMA+) would displace the Na+ ions in the interlayer space first. For this reason, hydrophlogopite was initially treated with sodium before organic intercalation. And then the hydrophlogopite was organically intercalated with HDTMAB.The ground sample was soaked into 1 mol/L Na2CO3 solution for four days, stirring completely at a certain interval to ensure complete sodium treatment of the sample. The sample was then centrifugalized, washed, dried, and ground into a 200 mesh powder. Two grams of sodium treated sample were measured into each of 16 beakers, 80 ml distilled water were added into each, and stirred for 10 minutes to fully wet and disperse completely. HDTMAB equivalent was added to 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.5, 2, 3, 5, 10 times of the cation exchange capacity (CEC) of the sample into each beaker. The samples were left to react for two hours, held at a constant temperature for 0.5 hours, and cooled at room temperature. The precipitate was then filtered and washed (the filtrate was tested with 0.1 mol/L AgNO3 solution until it was clear without precipitate, i.e. free of Br-). Last, the product was dried at 80℃ to derive the organic hydrophlogopite sample. An XRD analysis on the prepared samples was conducted at the Analytical & Testing Center of the Southwest University of Science & Technology by using an X′pert MPD Pro Type X-ray diffractometer from Panalytical B. V. Netherlands. Experimental conditions were as follows: Cu target; tube voltage: 40 KV; tube current: 40 mA; DS: 1/32º; SS: 0.04 rad; scanning range: 2º~12º continuous.3 Results and DiscussionThe results from the XRD analysis of the samples are shown in Fig. 1. From the XRD pattern in Fig.1a, for the original hydrophlogopite sample, we can see that hydrophlogopite has three levels of basal reflection in the range of 2θ=2º~12º and the interplanar spacing is 28.10Å (d 001), 12.02Å (d 002) and 8.52Å (d 003), respectively, no other impurity peak appears.(a)(b)Fig.1 XRD Patterns of Original, Modified and Organically Intercalated Samples of HydrophlogopiteFrom Fig.1a, we can see that the d 001 value of the sodium treated hydrophlogopite sample changed to about 23Å. Compared with the original sample, the d 001 value of the sodium treated hydrophlogopite sample is reduced. There has been research [7, 8] showing that the Na + ions had strong dissociating power and good exchangeability and were easy to be exchanged. Although the ionic radius of Na + (r=1.02Å) is larger than that of Ca 2+ (r=1.00 Å ), and thus the interlayer spacing of sodium treated hydrophlogopite increases, Ca 2+ can adsorb two layers of polar water molecules due to its ionic potential (ratio of ionic electrovalence to ionic radius) ≥2 electrovalence/Å and Na + can only adsorb one layer of polar water molecules due to its ionic potential ≤ 2 electrovalence/Å; therefore the d 001 value decreases.From the Fig.1b, we can see that when the added amount of the quaternary ammonium salt is 0.05, 0.1, and 0.2 times of CEC, the peak value and peak position of d 001 of the organically treated samples changes greatly compared with the sodium treated samples, and the change range is 4~5Å. When theadded amount of the quaternary ammonium salt is 0.2 times of CEC, the peak position of d001 of the sample evidently shifts to a low angle and forms a wide and gentle composite peak and the d001value is 27~40Å. It can be seen that the overall trend of the d001 peak position shifts to a low angle with the increase of an added amount of quaternary ammonium salt and the average peak value is 27.49Å. From Figures 1c, 1d, we can see that when the added amount of quaternary ammonium salt is increased to 0.3~3 times of CEC, the strength and the half high width and the position of the d001 peak of the organically treated samples are apparently changes. With the increase of the added amount of the quaternary ammonium salt, the d001peak position of every sample changes as follows: the peak position shifts to a low angle successively; the peak shape changes sharp; the half high width reduces, and the d001 value increases significantly, reaching about 40Å.The organic intercalation process in interlayer space of vermiculite crystal layers is an ion exchange reaction process. In general, the quaternary ammonium salt with long alkyl chain is used as an organic intercalation agent for treating the sodium modified vermiculite sample, and the mechanism is: Na+-Vermiculite + HDTMAB → HDTMA+-Vermiculite + NaBr (1) The HDTMA+ cation has a permanent positive charge which is independent of the pH value, its one end is a hydrophilic group with the positive charge and other end is a neutral organic group which is hydrophobic. The HDTMA+ cation is changed into the interlayer space of vermiculite crystal layers due to the double action of Coulomb force and the van der Waals force.For the modified hydrophlogopite, the interplanar spacing d001 changes significantly, because the HDTMA+ cations entered into the interlayer space of vermiculite crystal layers through ion exchange and their bulk effect enlarged the interlayer spacing height. It was found through research[9] that when the added amount of the quaternary ammonium salt was sufficient, vermiculite could adsorb the HDTMA+cations exceeding its CEC, which entered into vermiculite’s interlayer space mainly through the mechanism of molecular adsorption.Generally, when the added amount of the quaternary ammonium salt is small, the organic intercalation reaction of vermiculite is mainly ion exchange. For the HDTMA+ cations that entered into the interlayer space of vermiculite crystal layers through ion exchange, the hydrophilic group with the positive charge was adsorbed on the surface of the structural layer having negative charges of vermiculite crystal layers, and the neutral organic group was out and away from the surface of vermiculite’s structural layer. When the added amount of the quaternary ammonium salt was large, the quaternary ammonium salts could enter into the interlayer space of vermiculite not only through ion exchange but also via the molecule adsorption. The HDTMA+ cations entering into the interlayer space of vermiculite crystal layers are arranged into different arrangement models and change the thickness of vermiculite’s crystal layers.Through research on the FT-IR of organic intercalated montmorillonite, Vaia et al. [10] thought that HDTMA+cations in the interlayer space of montmorillonite had a wide range of molecular arrangement from solid-like to liquid-like. For the former, the alkyl chains were all-trans, and for the latter, they were attained by formation of gauche-bonds. The long alkyl chains were arranged more complicatedly in the interlayer space of montmorillonite, and the HDTMA+cations could be arranged in the interlayer space of montmorillonite in the models like lateral-monolayer, lateral-bilayer, paraffin-type monolayer, false three-layer, and paraffin-type bilayer, etc.Together with the van der Waals radius, covalent bond and bond angle data, we can achieve the spatial configuration, size and shape of the HDTMA+cation. For the stretching linear paraffin C n H2n+2, the C-C included angle is 109º28′, the C-C bond length is 0.154nm, the van der Waals radius of -CH3 is 0.2nm, and the C-N bond length is 0.147nm. The length of a single carbochain HDTMA+ cation can be calculated from the following formula [11]:L= (n-3)*0.154*cos35º+0.2*2+0.147 (2) Where L - length of HDTMA+ cation (nm); n - number of carbon atoms.The alkyl chain of HDTMA+ cation is approximately an elliptical cylinder of which the section has a 0.46 nm major axis and a 0.41 nm minor axis. The length of the fully stretching cation is about 2.5 nm.For the study of the spatial arrangement model of organic molecules/cations in the interlayer space, there is no relatively direct observation method currently available. However, we can derive the arrangement model of organic cations or organic molecules in the interlayer space from the geometric dimensions of the organic cations or organic molecules, as well as the XRD data from organically intercalated vermiculite and the crystal structure of vermiculite.Because the cations in the interlayer space of phlogopite crystal layers in hydrophlogopite do not have exchangeability, the K+ ions in the interlayer space of phlogopite crystal layers are not involved in ion exchange reaction. However the hydrated cations in the interlayer space of vermiculite crystal layers have exchangeability, so only the hydrated cation layers (i.e. Na+ ions and water molecules) in the interlayer space of vermiculite crystal layers are involved in the ion exchange reaction during the organic treatment reaction. Thus, the height of the HDTMA+ cation in the interlayer space is equal to the measured d001value minus the thickness of vermiculite crystal layer (0.93nm [12]) and the thickness of phlogopite crystal layer (1.0nm [12]), i.e. the height of the HDTMA+ cations is (d001 - 0.93 - 1.0) nm.Tomasz Kwolek et al. [13], through research on the isotherm adsorption of the short chain alkyl quaternary ammonium salt intercalated montmorillonite, found that the short chain alkyl quaternary ammonium ions are arranged in the interlayer space of the montmorillonite in the lateral model, and that when the carbon atom number of carbochain is more than 8, a cross bilayer structure, i.e. interlocking lateral-bilayer arrangement forms. The overall height will reduce about 0.1nm [2] for each layer of such an interlocking arrangement. So the height of the HDTMA+ cations in the lateral-bilayer arrangement model is 0.46*2 - 0.1=0.82nm. When the added amount of the quaternary ammonium salt is 0.05, 0.1, and 0.2 times of CEC (Figure 1b), the average d001value of the organically treated samples is 27.49Å and the calculated average height of the HDTMA+ cations in the interlayer space is 0.819nm, which highly matches the height of the organic phase with this lateral-bilayer arrangement model, so the HDTMA+ cations are arranged in a lateral-bilayer arrangement model in the interlayer space of vermiculite crystal layers.When the added amount of the quaternary ammonium salt is increased to 0.3~3 times of CEC (Figure 1c), the d001 value of the organically treated samples evidently increases, which is about 40Å, and the calculated height of the HDTMA+ cations is about 2.0nm, which is less than the length of the HDTMA+ cations. This shows that the HDTMA+ cations can only be arranged in the paraffin-type monolayer in the interlayer space of vermiculite crystal layers. According to the length of the straight chain of HDTMA+ cation, the thicknesses of a vermiculite crystal layer and a phlogopite crystal layer, and the d001 value from the organically treated samples, the included angle θ between the HDTMA+ cation and the surface of silica layer can be calculated.Table1 Added Amount of the HDTMA+Cation and Some Data of Organically Intercalated Hydrophlogopite SamplesAdded Amount of QuaternaryAmmonium Salt/CEC0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.5 2 3d001/Å 38.3740.1240.5641.4540.6240.3240.3540.1141.0539.4740.39Height of the HDTMA+ cation in Interlayer Space (/Å) 19.0720.8221.2622.1521.3221.0221.0520.8121.7520.1721.09The inclined angle of the HDTMA+ cation in interlayer space θ/° 49.7156.3958.2662.3858.5257.2257.3556.3560.4653.7857.52Table 1 shows the inclined angle of the HDTMA+ cation in the interlayer space of the organically treated samples, which is about 55º (from 49.71°~62.38°). Williams-Daryn et al. [4, 5] concluded that the best inclined angle of the HDTMA+ cation to the silicate structural layer is 54.5º, because this angle is most advantageous for the methyl group to maintain the largest contact area with the surface of the silicate structural layer. The inclined angle of the HDTMA+ cation in the interlayer space of thetested samples is closer to the angle 54.5º. This shows that when the added amount of the quaternary ammonium salt is 0.3~3 times of CEC, the HDTMA+cations in the interlayer space of the vermiculite crystal layers in hydrophlogopite are arranged in a paraffin-type monolayer model, which is a stable arrangement model with the highest probability4 ConclusionsAfter hydrophlogopite is sodium treated, the d001 value of the main diffraction peak changes from 28Å to about 23Å; this change mainly relates to the change in the number of water molecule layers in the interlayer space resulting from the changed cations.During the organic treatment, ion exchange reaction does not occur between HDTMA+ cations and the K+ cations of interlayer space of phlogopite crystal layers and only occurs between HDTMA+ cations and the Na+ cations of interlayer space of vermiculite crystal layers in hydrophlogopite.The arrangement model of HDTMA+ cations in the interlayer space of the vermiculite crystal layers in hydrophlogopite relates to the added amount of the quaternary ammonium salt. When the added amount of the quaternary ammonium salt is 0.05~0.2 times of CEC, the HDTMA+cations are arranged in lateral-bilayer model; and when the added amount of the quaternary ammonium salt is 0.3~3 times of CEC, the HDTMA+ cations are arranged in a paraffin-type monolayer model and the inclined angle is about 55°. In summary, with the increase of the added amount of the quaternary ammonium salt, the stacking density of the HDTMA+ cations in the interlayer space increases; this leads to the change in the arrangement model of the HDTMA+ cations in the interlayer space of the vermiculite crystal layers and the change trend is: lateral-bilayer → paraffin-type monolayer. Acknowledgement: The authors are grateful for the financial support from National Natural Science Foundation of China (40502008).References[1] Tongjiang Peng, Fusheng Liu, John Huang,et al.: Acta Petrologica Et Mineralogica, Vol. 22(2003), p. 391[2] Jianxi Zhu, Hongping He and Jiugao Guo: Journal of Mineralogy and Petrology, Vol. 23 (2003), p.1.[3] Jianxi Zhu, Hongping He and Jiugao Guo: Chinese Science Bulletin, Vol. 48 (2003), p. 302.[4] D.S.Williams and R.K.Thomas: Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 255 (2002), p. 303.[5] S. Williams-Daryn, R. K. Thomas, M. A. 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Williams-Daryn, R. K. Thomas, M. A. Castro, et al.: Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 256 (2002), p. 314.doi:10.1006/jcis.2002.8685[7] A.V.Faridi and S.Guggenheim: Clays and Clay Minerals, Vol. 45 (1997), p. 859.doi:10.1346/CCMN.1997.0450610[8] P.G.Slade and W.P.Gates: Applied Clay Science, Vol. 25 (2004), p. 93.doi:10.1016/j.clay.2003.07.007[9] A.Czimerova, J.Bujdak and R.Dohrmann: Applied Clay Science, Vol. 2 (2006), p. 1. doi:10.1016/S1572-4352(06)02001-0[10] R.A.Vaia, P.K.Teukolsky and E.Giannelis: Chem Mater, Vol. 6 (1994), p. 1017.doi:10.1021/cm00043a025[13] Tomasz Kwolek, Maciej Hodorowicz, Katarzyna Stadnicka, et al.: Journal of Collold and Interface Science, Vol. 264 (2003), p. 14.doi:10.1016/S0021-9797(03)00414-4。