纳米铁镍固载膨润土的制备与应用论文
纳米材料改性膨润土膨胀变形特性研究进展
纳米材料改性膨润土膨胀变形特性研究进展近年来，以纳米材料作为改性剂的膨润土已成为材料科学研究中的热点之一。
纳米材料富有表面活性和高比表面积等特性，可以通过表面改性实现对膨润土结构和性能的调控。
本文将综述纳米材料对膨润土膨胀变形特性的影响及研究进展。
一、纳米材料改性膨润土的方法目前，纳米材料改性膨润土的方法可以分为机械混合、离子交换和物理吸附三种方式。
1.机械混合机械混合是将纳米材料和膨润土共同放入混合器中进行搅拌。
此方法简单易行，能够较好地控制纳米材料的添加量，但存在纳米材料与膨润土之间难以形成均匀混合的问题。
2.离子交换离子交换是将纳米材料的阳、阴离子与膨润土的离子通过相互吸附来完成结合。
通过此种方式改性的膨润土结构稳定，性质均匀，但需要进行较为严格的实验操作。
3.物理吸附物理吸附是利用纳米材料本身表面活性的特性，将纳米材料吸附在膨润土颗粒表面。
相较于其他两种方法，物理吸附更加简单实用，但随着时间的推移，纳米材料与膨润土之间的相互作用力会逐渐减弱。
1.纳米材料类型不同纳米材料对于膨润土的改性效果不同。
研究表明，常见的纳米材料如纳米二氧化硅、纳米氧化铁、纳米纤维素等对于膨润土的粘结能力和抗剪实性影响显著。
纳米材料含量对于改性效果起至关重要的作用。
实验结果表明，过低的纳米材料含量往往无法对膨润土产生显著的改性作用，而过高的纳米材料含量则会导致膨润土的特性表现不稳定。
3.改性方式不同的改性方式对于膨润土的改性效果也不同。
根据改性方式的不同，纳米材料可以与膨润土之间产生不同的相互作用。
离子交换可以形成膨润土-纳米材料之间的牢固结合，机械混合则更加通用，物理吸附则非常简单实用。
1. 水分对于纳米材料改性膨润土的膨胀变形特性有显著影响。
纳米材料改性后的膨润土吸气性能提升，对水的吸附能力也有所提高。
2. 纳米材料的加入能够提升膨润土的孔隙层厚度，并具有改善膨润土临界润湿度的作用。
同时，在一定加入量下，纳米材料能够抑制膨润土的结晶生长过程，使膨润土的微观结构更趋于稳定。
纳米材料改性膨润土膨胀变形特性研究进展
纳米材料改性膨润土膨胀变形特性研究进展引言膨润土是一种重要的天然矿物材料，具有优良的化学和物理性质，广泛应用于土壤改良、陶瓷、涂料、塑料、橡胶和医药等领域。
膨润土在工业应用过程中存在一些问题，其中最重要的问题之一就是其膨胀变形性能。
为了解决这一问题，人们开始研究利用纳米材料对膨润土进行改性，以提高其膨胀变形特性。
本文将综述纳米材料改性膨润土膨胀变形特性研究的最新进展。
一、纳米材料改性膨润土的研究现状近年来，人们利用一系列纳米材料对膨润土进行改性，以改善其膨胀变形特性。
这些纳米材料包括硅酸盐、氧化物、碳纳米管、石墨烯等。
通过将这些纳米材料与膨润土进行复合改性，可以显著改善膨润土的膨胀变形性能，且改善效果随着纳米材料的种类和用量的不同而不同。
研究发现，将氧化石墨烯引入膨润土中，可以显著提高其膨胀变形特性，使其不易发生膨胀变形，在某种程度上解决了膨润土在工程应用中的膨胀问题。
二、纳米材料改性膨润土的机理纳米材料对膨润土进行改性主要是通过以下几种机理来改善其膨胀变形性能的：1. 表面改性纳米材料具有较大的比表面积和丰富的活性官能团，可以与膨润土表面发生化学反应或物理吸附，从而改善膨润土的表面性质，减少其膨胀变形。
2. 填充效应纳米材料可以进入膨润土的层间空隙中，并填充从而提高膨润土的密实度和抗变形能力。
3. 化学作用纳米材料可以与膨润土发生化学反应，形成新的化合物，从而改善膨润土的结构和性能。
三、纳米材料改性膨润土的应用前景纳米材料改性膨润土具有很大的应用前景，主要体现在以下几个方面：1. 环保材料纳米材料改性膨润土可以减少对环境的污染，提高土壤的肥力和水稳定性，具有很大的环保意义。
2. 工程应用纳米材料改性膨润土可以显著改善土壤的物理性质和机械性能，提高土壤的承载能力和抗渗能力，有望应用于公路、桥梁、堤坝等工程领域。
3. 化工材料纳米材料改性膨润土可以提高聚合物、涂料、橡胶等化工材料的性能，提高产品的品质和使用寿命。
纳米有机膨润土的制备
· ３９·
Ch emi cal Te chno logy M arket
１ 《化工科技市场》２００５ 第 期
·３７·
Ch emi cal Te chno logy M arket
１ 《化工科技市场》２００５ 第 期
研 究 与 进 展
晶胞，其单位晶胞是由两层硅氧（Ｓｉ－Ｏ）四面体中间夹 一层铝、镁氧（Ａｌ、Ｍｇ－Ｏ、ＯＨ）八面体的薄片组成 ２：１ 型 层状络合物［１－３］（见图 １，２）。层片表面常由于中心离 子正电荷不足而带有一定负电荷，因此，层与层之间常 吸附一些水合阳离子（Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｋ＋、Ｍｇ２＋ 等）以使整 个体系呈电中性，层与层之间的结合力很弱，仅存在库 仑力的作用，层间的阳离子是可交换性阳离子，有机化 合物如季胺盐等与层间的水合阳离子交换而插入粘土 层间，使粘土由亲水性变为疏水性，降低表面亲合能。 有机化合物在粘土层间进行链增长反应，引起粘土晶 层结构膨胀，晶层间距增大，破坏层与层之间的结合 力，使之剥离成薄片，在电子显微镜下观察粘土薄片厚 度约为 ０．９３～１ｎｍ。这些纳米级的粘土薄片无规、均匀 分散于 ＰＡ６基体中，形成了 ＰＡ６／粘土纳米复合材料，其 形成模型如图 ３ 所示。
２．５ 粘土水溶液含量的选择 我们分别配置粘土含量 １０％、５％、２％、１％、０．５％ 的粘土水溶液，静置一夜，除 １０％ 的粘土水溶液外其余 粘土水溶液均有非活性杂质析出，这主要是由于 １０％ 的 粘土水溶液浓度太高，在溶液中形成了胶体，将非活性 杂质包裹在其中。 将 ５％ 、２ ％ 、１ ％ 、０ ． ５ ％ 的粘土水溶液分别加入 相同有机化剂，反应后过滤，发现 ０．５％ 、１％ 的粘土
纳米材料改性膨润土膨胀变形特性研究进展
纳米材料改性膨润土膨胀变形特性研究进展
膨润土是一种广泛应用于土壤改良、环境修复、地下工程和地基加固等领域的重要材料。
传统膨润土在应用过程中存在一些问题，如吸湿性能差、容易出现塑性沉陷等。
为了
克服这些问题，研究人员开始将纳米材料引入膨润土中，以改善其性能。
纳米材料经过改
性后加入膨润土中，可以显著提高膨润土的膨胀变形特性。
纳米材料的引入可以通过两种方式实现：一种是将纳米颗粒直接混入膨润土中，另一
种是将纳米材料表面改性后再与膨润土混合。
无论采用哪种方式，纳米材料改性都可以显
著改善膨润土的膨胀变形特性。
研究表明，纳米材料对膨润土的改性可以提高其吸湿性能。
当纳米颗粒和膨润土颗粒
相互作用时，纳米颗粒会填充膨润土中的孔隙空间，使其具有更大的比表面积，增加了膨
润土与水分子之间的接触面积，从而提高了水分的吸湿性能。
纳米材料的引入还可以提高
膨润土的塑性指数，增加其可塑性和抗力性。
纳米颗粒可以改变膨润土的物理性质，使其
呈现出更好的承载能力和抗变形能力。
除了改善吸湿性和塑性指数外，纳米材料的引入还可以改善膨润土的稳定性。
纳米材
料对膨润土的引入可以增强其内部结构的稳定性，从而减少了膨润土在外力作用下的变形。
纳米材料还可以提高膨润土的抗剪强度和抗渗透性能，使其具有更好的工程应用性。
当前纳米材料改性膨润土的研究还存在一些问题。
纳米材料的选择和改性方法还不够
成熟，需要进一步研究。
纳米材料对膨润土性能的改善机制还不清楚，需要深入研究。
纳
米材料改性膨润土的环境影响和长期稳定性也需要关注。
纳米膨润土复合材料在涂料中的应用研究进展
纳米膨润土复合材料在涂料中的应用讨论进展膨润土是一种以蒙脱石为重要成分的硅酸盐粘土矿物。
其特别的层状结构给与其优良的亲水性、可塑性、膨胀性、粘结性、流变性和增稠性,使其在涂料中具有广泛的应用。
传统的方法是将其改性为钠基、锂基、有机膨润土来提高它的各项性能。
近年来,随着纳米材料的开发与应用日益成为讨论热点,纳米膨润土复合材料方面的讨论也越来越多,将其应用于涂料中集纳米效应和膨润土的优良特性于一身,能更好的提高涂料的各项性能指标。
本文综述了纳米膨润土复合材料的制备、性能及其在涂料中的应用。
1制备纳米膨润土复合材料的原理先将有机阳离子（季铵盐等）与膨润土层间的可交换阳离子发生离子交换,使有机基团覆盖于膨润土表面,更改其表面性能,从而使膨润土由亲水疏油更改为亲油疏水的有机膨润土,并与大多数有机溶剂和高分子具有良好的亲和性,这一过程称为膨润土的有机化，其反应式如下：经过有机化以后，膨润土的层间距d001由1nm左右增至2.0nm或更大。
膨润土有机化后，利用物理和化学作用,先将聚合物单体或聚合物插入经插层剂处理过的层状硅酸盐片层间，并依靠膨润土和聚合物的相互作用,使硅酸盐片层渐渐解离成厚度小于50nm、长宽为100mm100nm的基本纳米单元，并均匀分散到基体中，最后实现膨润土与聚合物在纳米尺度上的复合。
按其插层复合过程，可分为聚合物插层型和插层聚合型两类。
而依据纳米材料的最后复合形式，又可分为插层型纳米复合材料和剥离型纳米复合材料2种，二者在性能上有较大的差别。
在插层型纳米复合材料中，层状硅酸盐层间距虽然有所扩大，片层有所解离，但仍保持肯定量片层的相对有序性；在剥离型纳米复合材料中，硅酸盐片层完全被单体或聚合物解离，无序分散在聚合物基体中的是硅酸盐单元片层，此时，硅酸盐粘土与聚合物实现了纳米单元片层的均匀混合，剥离型是插层型分散的最后形式。
2各种应用于涂料中的纳米膨润土复合材料的制备及应用2.1环氧树脂/纳米膨润土复合材料首先用有机胺对蒙脱石（Na—基膨润土）通过离子交换反应进行改性，然后改性后的蒙脱石与双酚A型环氧树脂在搅拌下充分混合，热模浇铸,制备环氧树脂—蒙脱石纳米复合材料。
膨润土的有机改性及其在纳米复合材料制备中的应用
膨润土又叫蒙脱土，是以蒙脱石为主要成分的层状硅铝酸盐。
膨润土具有很强的吸湿性，能吸附相当于自身体积８－２０倍的水量而膨胀至三十余倍。
蒙脱石的结构式为Ｎａ（Ｈ２Ｏ）４｛（Ａ１２－ＸＭｇ０．３３）［Ｓｉ４Ｏ１０］（ＯＨ）２｝，由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成单位晶层，四面体和八面体靠共用的氧原子连接，晶层之间靠氧层连接，沿Ｃ轴方向叠置，从而使其具有刚性，层间不滑移，单位晶层的厚度约为１ｎｍ，层间距ｄ（００１）为１．２－１．６ｎｍ。
膨润土本身的性质是疏油亲水的，有机改性则是将有机阳离子通过离子交换作用引入层间，导致层间距ｄ（００１）增加到２０ｎｍ左右，经过有机改性后的膨润土变为疏水亲油的，这样有机膨润土的用途就更为广泛。
它是有机季铵盐与天然膨润土的复合物，是近些年开发的一种精细化工产品。
本文列举了一些常见的有机改性剂以及膨润土有机改性的原理、方法，综述了近年来国内外将其应用在纳米复合材料制备中的研究进展。
１膨润土的有机改性有机膨润土是膨润土改性的深加工产品，也是一种重要的精细化工产品。
经过改性后的膨润土由于活性剂的长碳氢链覆盖在膨润土晶片表面，使之形成疏水表面，同时由于进入晶片层间表面活性剂离子的体积效应，增大了晶片层间距，从而生成了一种新的疏水亲油的有机膨润土络合物，该物在有机溶剂中强烈膨胀，且可形成触变性好的凝胶体。
Ｓｍｉｔｈ对钠基膨润土与有机铵离子（Ｒ－ＮＨ３＋）的交换反应进行了首创研究，并合成了一些有机膨润土。
Ｊｏｒｄａ认为，不同烷基对蒙脱石构造层间距有较大的影响。
针对特殊用途的有机膨润土合成和应用研究，国内外发表过不少文献，而且大多为专利。
１．１常用改性剂的种类（表１）采用偶联剂改性，只要矿物具有反应活性的基团即可获得相应的活化效果，但成本较高；羧酸盐类改性剂适用于溶液中带负电荷悬浮粒子的矿物；硅Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．９Ｓｅｐｔ．２００６膨润土的有机改性及其在纳米复合材料制备中的应用（昆明理工大学生物与化学工程学院，云南昆明６５０２２４）陈艳，杨劲，祝琳华［摘要］综述了一些常见的改性剂以及有机膨润土的合成原理和方法，并详细地介绍了近年来它在纳米复合材料制备中应用的研究进展。
膨润土纳米材料的制备和应用
膨润土纳米材料的制备和应用膨润土是一种常见的粘土矿物，其由层状硅酸盐和氧化物混合而成，具有优良的吸附性能和黏性。
近年来，经过纳米技术的改造和调控，膨润土被成功地制备成了一种新型的纳米材料，广泛应用于各个领域。
一、膨润土纳米材料的制备方法膨润土纳米材料的制备方法主要有机械剥离法、表面改性法、水热合成法和溶胀重聚法等。
机械剥离法是将膨润土矿物通过高速剪切、磨碎等机械方法，将其层状结构分离成纳米级片层，从而制备获得纳米膨润土。
这种方法具有工艺简单、操作容易等优点，但是制备过程中会产生大量的剪切热，易导致物料的失水、变形和不均匀分散。
表面改性法则是通过合成机、化学改性剂或电化学方法，对膨润土表面进行修饰，使其表面性质转变为亲水性或疏水性，从而改善膨润土的分散性和化学活性。
这种方法可实现对膨润土的一系列性质的调节，但是过程复杂，操作复杂度较高，且难以控制改性层的厚度和稳定性。
水热合成法是将一定比例的硅酸盐和铝酸盐按照比例混合后，在加入一定量的碱性溶液搅拌均匀，然后经过水热反应，制备获得膨润土纳米材料。
这种方法适用于大规模制备，制备的纳米膨润土粒度均匀、分散性好、层间间隔距离小，可控性强，但是制备过程相对复杂，需严格控制反应条件，而且对矿物类型和组成具有一定的要求。
溶胀重聚法则是利用膨润土矿物与溶剂之间的作用关系，在一定条件下实现纳米级层状单体的分离、清洗和重组。
该方法具有易操作、毒性较低等优点，但是对技术要求和设备条件较高。
二、膨润土纳米材料的应用领域1.环保领域膨润土纳米材料可用于水净化、空气净化和废气治理等环境领域。
其高吸附性和催化活性可以有效地去除废弃物的有害物质，如重金属离子、硫化氢和有机污染物等。
同时，纳米膨润土还可以用作不可分解污染物的填埋土壤修复剂，可大幅度提高填埋土的质量。
2.生物医药领域膨润土纳米材料具有生物惰性、生物相容性、可调控等优点，可应用于医疗诊断和治疗。
在药物传输和控释方面，纳米膨润土可实现药物微囊化和载体化，并能调节药物释放速度和活性。
膨润土深度开发产品的制备及研究现状
膨润土深度开发产品的制备及讨论现状膨润土具有很强的吸湿性,能吸附相当于自身体积8～20倍的水而膨胀至30倍；在水介质中能分散呈胶体悬浮液,并具有肯定的粘滞性、触变性和润滑性,它和泥沙等的掺和物具有可塑性和粘结性,有较强的阳离子交换本领和吸附本领。
膨润土素有“万能”粘土之称,广泛应用于冶金、石油、铸造、食品、化工、环保及其他工业部门。
本文综述了以膨润土为原材料制备钠基膨润土、活性白土、有机膨润土和4A分子筛的工艺、结构和性能,并且对近年来国内外膨润土深度开发产品聚合物/膨润土纳米复合材料进行了展望。
1钠基膨润土钙基膨润土的层间距d（001）在1.5nm左右；钠基膨润土的层间距d（001）在1.2nm左右。
钙基膨润土的物化性能重要表现在吸附性及粘结性好,但它的膨胀性较小,有时需要改成钠基膨润土,以提高其经济价值和应用价值。
由于Na+比Ca2+有更强的水合作用,钠基膨润土具有比钙基膨润土优越的物化性能,如吸水率和膨胀倍数高、阳离子交换容量高,其胶体悬浮液触变性、粘度、润滑性好,热稳定性能好,并具有较强的可塑性和粘接性等。
在冶金工业膨润土用作铁矿球团的粘结剂,使团矿粒度均匀,还原性能好,这是膨润土的最大用途,所用膨润土以钠基膨润土为主；在石油工业钠基膨润土用于制备焦油—水的乳化液；在食品工业钠基膨润土用于动植物油的脱色和净化,葡萄酒和果汁的澄清、啤酒的稳定剂等；在纺织印染工业钠基膨润土用作填充剂、漂白剂、抗静电涂层,可代替淀粉上浆及做印花糊料。
钙基膨润土的钠化改型工艺有干法和湿法两种。
湿法改型工艺又称为悬浮液法,即将膨润土与水配成约为1:1或更稀的矿浆,然后加入过量碳酸钠等钠化改性剂,在60～80℃左右搅拌1～2h,得到钠基膨润土,此法改型产品质量稳定,但是产品脱水、干燥困难。
相反干法加工工艺应用较广泛,该法是将碳酸钠加入膨润土中经挤压而成。
常用的干法钠化方法有:堆场钠化法、轮碾钠化法、双螺旋混合挤压钠化法、螺旋阻流挤压法等。
《磁性膨润土改性吸附材料的制备及其应用研究》
《磁性膨润土改性吸附材料的制备及其应用研究》篇一一、引言膨润土是一种重要的非金属矿物材料，其结构特性和吸附性能使它在各个领域都拥有广泛的应用。
随着工业的发展，人们对于新型环保材料的需求逐渐提高。
本文致力于探讨磁性膨润土改性吸附材料的制备过程，并分析其在各领域的应用前景，旨在为环境保护和资源再利用提供一种新型材料。
二、磁性膨润土改性吸附材料的制备1. 材料选择与准备本实验所使用的原材料为膨润土和磁性材料。
其中，膨润土经过粉碎、清洗、干燥等步骤进行预处理，磁性材料选择铁氧体或四氧化三铁等具有磁性的物质。
2. 制备过程首先，将预处理后的膨润土与磁性材料进行混合，然后加入适量的化学试剂进行改性处理。
接着，在一定的温度和压力下进行固化，形成磁性膨润土改性吸附材料。
3. 制备条件优化通过调整混合比例、化学试剂的种类和用量、固化温度和压力等参数，可以优化制备过程，提高材料的吸附性能。
三、磁性膨润土改性吸附材料的应用研究1. 水处理领域磁性膨润土改性吸附材料具有良好的吸附性能，可以用于水处理领域，如去除水中的重金属离子、有机污染物等。
此外，由于材料具有磁性，可以方便地进行材料的回收和再利用。
2. 土壤修复领域膨润土本身具有良好的保水性和膨胀性，改性后的磁性膨润土可以用于土壤修复领域，如去除土壤中的重金属、农药等污染物。
此外，磁性膨润土还可以与微生物结合，促进土壤中有机物的分解和营养元素的释放。
3. 环保材料领域磁性膨润土改性吸附材料具有良好的可降解性和环保性能，可以作为环保材料在包装、建筑等领域得到应用。
此外，该材料还可以用于制备催化剂载体、电极材料等。
四、实验结果与讨论通过实验，我们成功制备了磁性膨润土改性吸附材料，并对其性能进行了测试和分析。
结果表明，该材料具有良好的吸附性能和磁性，可以方便地进行回收和再利用。
在应用方面，该材料在水处理、土壤修复和环保材料等领域都具有良好的应用前景。
此外，我们还对制备过程中的参数进行了优化，提高了材料的性能。
《磁性膨润土改性吸附材料的制备及其应用研究》范文
《磁性膨润土改性吸附材料的制备及其应用研究》篇一一、引言膨润土是一种常见的天然矿物材料，具有优良的吸附性能和膨胀性能。
然而，其吸附性能和膨胀性能的发挥往往受到其原始性质的限制。
近年来，随着环境问题的日益突出，对高效、环保的吸附材料的需求日益增加。
磁性膨润土改性吸附材料作为一种新型的环保材料，具有优异的吸附性能和磁性分离性能，受到了广泛关注。
本文旨在研究磁性膨润土改性吸附材料的制备方法及其在环境治理中的应用。
二、磁性膨润土改性吸附材料的制备1. 材料选择与准备制备磁性膨润土改性吸附材料的主要原料为膨润土、磁性材料（如四氧化三铁）以及其他改性剂。
所有原料均需经过筛选、清洗、干燥等预处理过程，以保证其纯度和活性。
2. 制备过程（1）将膨润土与磁性材料按照一定比例混合，通过球磨、搅拌等方式使两者充分混合。
（2）加入适量的改性剂，进一步改善膨润土的吸附性能和磁性。
（3）将混合物进行高温煅烧或化学处理，使磁性材料与膨润土发生化学反应，形成稳定的复合结构。
（4）经过粉碎、筛分等工艺，得到磁性膨润土改性吸附材料。
三、磁性膨润土改性吸附材料的性能研究1. 吸附性能研究通过实验测定磁性膨润土改性吸附材料对不同污染物的吸附性能，如对重金属离子、有机污染物等。
实验结果表明，改性后的膨润土具有优异的吸附性能，能够快速、高效地吸附各种污染物。
2. 磁性分离性能研究磁性膨润土改性吸附材料具有磁性，可以通过外加磁场实现快速、便捷的分离。
实验结果表明，该材料具有良好的磁响应性能和分离效果。
四、磁性膨润土改性吸附材料的应用研究1. 在水处理领域的应用磁性膨润土改性吸附材料可广泛应用于水处理领域，用于去除水中的重金属离子、有机污染物等。
其优异的吸附性能和磁性分离性能使得处理过程更加高效、便捷。
2. 在土壤修复领域的应用磁性膨润土改性吸附材料也可用于土壤修复，通过吸附和固定土壤中的污染物，改善土壤环境。
其环保、无毒的特性使得其在土壤修复领域具有广阔的应用前景。
膨润土在聚合物纳米复合材料中的应用
膨润土在聚合物纳米复合材料中的应用膨润土是一种广泛应用于高分子复合材料中的重要无机填料，它具有良好的分散性和增强效果。
目前，越来越多的聚合物纳米复合材料中加入了膨润土，使得这些材料的性能得到了进一步的提升。
本文将从理论和实际应用两个方面对膨润土在聚合物纳米复合材料中的应用进行探讨。
一、膨润土在聚合物纳米复合材料中的理论基础膨润土是一种层状硅酸盐矿物，具有独特的丝状结构和大量的负电荷。
在高分子复合材料中，膨润土能够和高分子材料之间形成强烈的物理作用力，从而使得复合材料的力学性能、隔热性能、阻燃性能等方面都得到了显著改善。
这种物理作用力主要由以下两种机制产生：1.焦射作用：膨润土表面的负电荷能够与聚合物分子的正电荷产生相互吸引作用，形成一种强大的电气单元，在复合材料中起到了增强作用。
2.层间作用：膨润土的层间距较大，约为1nm左右，在层间填充高分子材料后能够形成结构者复合材料，从而使得复合材料的力学性能得到显著改善。
从理论上讲，膨润土在聚合物纳米复合材料中的应用是非常可行的，有望为复合材料的性能提升带来新突破。
下面，我们将介绍膨润土在聚合物纳米复合材料中的具体应用。
二、膨润土在聚合物纳米复合材料中的应用实例1.聚丙烯/膨润土纳米复合材料聚丙烯/膨润土纳米复合材料是一种常见的纳米复合材料，一般采用聚丙烯作为基质材料，添加一定比例的膨润土填料进行增强。
研究表明，膨润土可以显著改善聚丙烯的力学性能，例如提高拉伸强度和断裂伸长率。
此外，添加适量的膨润土还可以提高复合材料的阻燃性能和耐热性能。
2.聚合物/膨润土/碳纤维纳米复合材料聚合物/膨润土/碳纤维纳米复合材料是一种高效的强化复合材料，它可以将复合材料的力学性能提高到一个全新的水平。
相比于传统的碳纤维增强聚合物复合材料，这种纳米复合材料具有更好的耐久性和疲劳寿命，能够在高负载和强腐蚀环境下稳定运行。
3.聚合物/膨润土/无机纳米颗粒纳米复合材料聚合物/膨润土/无机纳米颗粒纳米复合材料是一种多功能复合材料，它可以在很多领域中应用，例如新能源、环境保护、航空航天等。
纳米铁镍固载膨润土的制备与应用论文
铁-镍柱撑膨润土的制备与应用摘要水是人类最重要的资源，在人们的生产和生活中具有不可替代的作用。
但是，随着工业和经济的快速发展，一些工矿企业乱排乱放含重金属的矿井水，尤其是含Cr(VI)的矿井废水，污染水体，对生态造成很大的破坏，影响了周围动植物及人类的健康。
因此，解决水中重金属污染问题成为环境工作者关注的焦点。
近几年来，利用纳米级零价铁(Fe0)还原去除六价铬Cr(VI)日益受到关注。
但是零价铁由于表面积大而不稳定，易于相互碰撞凝结聚合成大颗粒，也易于氧化变质，导致反应活性降低，如在零价铁制备中添加膨润土将提高零价铁的稳定性。
在实验中，我们测得在膨润土(MMT)中加入一定比例的镍能够使反应效果更好。
故本文对Fe-Ni-MMT体系进行了最佳组分的探究。
运用TEM、XRD等手段对Fe0-Ni0-MMT进行表征，并进行了一级反应动力学拟合。
关键词：六价铬；零价铁；膨润土；反应动力学；矿井水PREPARATION AND APPLICATIONOF Fe0-Ni0-MMTABSTRACTWater is the most important source for human beings. However, with the development of industry and economy, wasted metal water, especially Cr(VI), is widely detected in water. Cr(VI) anions, including chromate (CrO4-2) and dichromate (Cr2O7-2), are highly soluble in aquatic systems and are sever contaminants to environment.Much concern has been paid on the technology for Cr(VI) contamination remediation.Recent years, mine water which contains hexavalent chromiu(Cr(VI)) remediation by iron nanoparticles has receivd increasing interest. Agglome ration of magnetic metal nanoparticles take place, and then reduces the specific surface area and the interfacial free energy, thereby diminishing particle reactivity.So we can add MMT in Fe0 to increase thestability.In the experiment, we found that adding some Ni in Fe0-MMT can get better effect of reaction. So this paper use TEM、XRD to get Fe-Ni-MMT representation, and match first-order kinetics.Key words: Cr(VI), Fe0, MMT, reaction kinetics, mine water目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 绪论 (6)1.1 课题背景 (6)1.2 矿井水 (6)1.2.1 矿井水的概念 (6)1.2.2 矿井水构成 (7)1.3 矿井水中的有害重金属离子 (8)1.3.1 来源与危害 (8)1.3.2 现有的重金属离子处理方法 (9)1.4 膨润土 (12)1.4.1膨润土的物理化学性质 (12)1.4.2 膨润土处理含重金属矿井水的可行性 (13)1.5 纳米零价铁的应用研究 (13)1.5.1 纳米零价铁 (14)1.5.2 纳米双金属 (14)1.5.3包覆型纳米铁 (15)1.5.4负载型纳米铁 (16)1.6 铁-镍合金处理废水中重金属离子应用研究 (16)1.6.1 铁系纳米材料的应用 (16)1.6.2 铁-镍纳米合金的合成 (18)1.6.3 Fe-Ni纳米合金氢化还原 (18)1.6.4 Fe-Ni纳米合金组份分析 (19)1.7 铁-镍合金纳米材料的研究意义 (19)1.7.1 铁-镍合金纳米材料的研究意义 (19)1.7.2 本文的主要工作 (20)2 试验材料及方法 (21)2.1 试剂与仪器 (21)2.1.1试剂 (21)2.1.2实验仪器 (21)2.2实验方法步骤 (22)2.3 测试与表征 (23)2.3.1 紫外-可见光谱(UV-Vis)分析 (23)2.3.2 透射电子显微镜(TEM)分析 (23)2.3.3 红外光谱(FTIR)分析 (23)2.3.4 X射线衍射(XRD)分析 (24)3 铁-镍柱撑膨润土制备条件的选择 (25)3.1 铁-镍柱撑膨润土组分的选择 (25)3.1.2 Fe(50)Ni(5)MMT(45)与标准铬溶液的反应效果 (26)3.1.3 Fe(50)Ni(10)MMT(40)与标准铬溶液的反应 (26)3.1.4 Fe(50)Ni(15)MMT(35)与标准铬溶液的反应效果 (27)3.1.5 实验药剂的选择 (28)3.1.6 Fe(50)Ni(5)MMT(45)的表征 (29)3.2 有氧/无氧条件下反应结果的比较 (31)3.3 铬离子初始浓度的影响 (32)3.4 pH值对反应的影响 (33)3.5 反应温度的影响 (33)3.6 本章小结 (34)4 反应动力学模型 (35)4.1 最佳条件下的反应动力学模型 (35)4.2 表观速率常数与Cr(VI)初始浓度的关系 (36)4.3 表观速率常数与铬溶液pH值的关系 (37)4.4 表观速率常数与温度的关系 (39)5 结论与建议 (41)5.1 结论 (41)5.2 创新点 (41)5.3 建议 (41)参考文献 (42)致谢 (46)1 绪论1.1 课题背景矿井水是人类在采掘矿物过程中产生的有害废水，里面含有多种污染物质，特别是在我国，煤炭资源丰富的地区，矿井水的危害尤为明显。
磁性膨润土的制备及类Fenton氧化法处理焦化废水
磁性膨润土的制备及类Fenton氧化法处理焦化废水王光华;胡琴;李文兵;万栋;朱亦男;陈坤【摘要】以Al-Fe柱撑膨润土为原料,通过原位氧化沉淀法负载纳米Fe3O4颗粒,制备磁性膨润土.采用XRD,SEM,EDS技术对磁性膨润土进行了表征,并将其作为类Fenton反应催化剂对焦化厂二沉池出水(COD为267.6 mg/L、色度为428度)进行了深度处理,探讨了各反应条件对处理效果的影响.实验结果表明:Fe3O4颗粒较为均匀地分布在膨润土表面,负载牢固;在H2O2加入量70 mmol/L、磁性膨润土加入量0.8 g/L、反应温度30℃、初始废水pH 5.0的条件下反应30 h,废水COD 和色度的去除率分别达到78.5％和93.4％,COD和色度分别降至57.5 mg/L和28度,满足GB/T 19923-2005《城市污水再生利用工业用水水质》的要求;磁性膨润土使用4次后,对废水的处理效果仍很稳定.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2014(034)006【总页数】6页(P575-580)【关键词】磁性膨润土;类芬顿反应;磁分离;焦化废水;深度处理【作者】王光华;胡琴;李文兵;万栋;朱亦男;陈坤【作者单位】武汉科技大学化学工程与技术学院,湖北武汉430081;武汉科技大学化学工程与技术学院,湖北武汉430081;武汉科技大学化学工程与技术学院,湖北武汉430081;武汉科技大学化学工程与技术学院,湖北武汉430081;武汉科技大学化学工程与技术学院,湖北武汉430081;武汉科技大学化学工程与技术学院,湖北武汉430081【正文语种】中文【中图分类】X703焦化废水是炼焦、煤气净化及化工产品精制中产生的废水，成分复杂，含大量多环芳烃及难降解杂环化合物，经生化处理后，COD、色度等仍无法达到再生水水质标准。
近年来，使用类Fenton氧化技术处理焦化废水的研究成为热点［1-2］。
而磁分离技术则在吸附剂、催化剂的回收方面得到广泛应用［3-4］。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铁-镍柱撑膨润土的制备与应用摘要水是人类最重要的资源，在人们的生产和生活中具有不可替代的作用。
但是，随着工业和经济的快速发展，一些工矿企业乱排乱放含重金属的矿井水，尤其是含Cr(VI)的矿井废水，污染水体，对生态造成很大的破坏，影响了周围动植物及人类的健康。
因此，解决水中重金属污染问题成为环境工作者关注的焦点。
近几年来，利用纳米级零价铁(Fe0)还原去除六价铬Cr(VI)日益受到关注。
但是零价铁由于表面积大而不稳定，易于相互碰撞凝结聚合成大颗粒，也易于氧化变质，导致反应活性降低，如在零价铁制备中添加膨润土将提高零价铁的稳定性。
在实验中，我们测得在膨润土(MMT)中加入一定比例的镍能够使反应效果更好。
故本文对Fe-Ni-MMT体系进行了最佳组分的探究。
运用TEM、XRD等手段对Fe0-Ni0-MMT进行表征，并进行了一级反应动力学拟合。
关键词：六价铬；零价铁；膨润土；反应动力学；矿井水PREPARATION AND APPLICATIONOF Fe0-Ni0-MMTABSTRACTWater is the most important source for human beings. However, with the development of industry and economy, wasted metal water, especially Cr(VI), is widely detected in water. Cr(VI) anions, including chromate (CrO4-2) and dichromate (Cr2O7-2), are highly soluble in aquatic systems and are sever contaminants to environment.Much concern has been paid on the technology for Cr(VI) contamination remediation.Recent years, mine water which contains hexavalent chromiu(Cr(VI)) remediation by iron nanoparticles has receivd increasing interest. Agglome ration of magnetic metal nanoparticles take place, and then reduces the specific surface area and the interfacial free energy, thereby diminishing particle reactivity.So we can add MMT in Fe0 to increase thestability.In the experiment, we found that adding some Ni in Fe0-MMT can get better effect of reaction. So this paper use TEM、XRD to get Fe-Ni-MMT representation, and match first-order kinetics.Key words: Cr(VI), Fe0, MMT, reaction kinetics, mine water目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 绪论 (6)1.1 课题背景 (6)1.2 矿井水 (6)1.2.1 矿井水的概念 (6)1.2.2 矿井水构成 (7)1.3 矿井水中的有害重金属离子 (8)1.3.1 来源与危害 (8)1.3.2 现有的重金属离子处理方法 (9)1.4 膨润土 (12)1.4.1膨润土的物理化学性质 (12)1.4.2 膨润土处理含重金属矿井水的可行性 (13)1.5 纳米零价铁的应用研究 (13)1.5.1 纳米零价铁 (14)1.5.2 纳米双金属 (14)1.5.3包覆型纳米铁 (15)1.5.4负载型纳米铁 (16)1.6 铁-镍合金处理废水中重金属离子应用研究 (16)1.6.1 铁系纳米材料的应用 (16)1.6.2 铁-镍纳米合金的合成 (18)1.6.3 Fe-Ni纳米合金氢化还原 (18)1.6.4 Fe-Ni纳米合金组份分析 (19)1.7 铁-镍合金纳米材料的研究意义 (19)1.7.1 铁-镍合金纳米材料的研究意义 (19)1.7.2 本文的主要工作 (20)2 试验材料及方法 (21)2.1 试剂与仪器 (21)2.1.1试剂 (21)2.1.2实验仪器 (21)2.2实验方法步骤 (22)2.3 测试与表征 (23)2.3.1 紫外-可见光谱(UV-Vis)分析 (23)2.3.2 透射电子显微镜(TEM)分析 (23)2.3.3 红外光谱(FTIR)分析 (23)2.3.4 X射线衍射(XRD)分析 (24)3 铁-镍柱撑膨润土制备条件的选择 (25)3.1 铁-镍柱撑膨润土组分的选择 (25)3.1.2 Fe(50)Ni(5)MMT(45)与标准铬溶液的反应效果 (26)3.1.3 Fe(50)Ni(10)MMT(40)与标准铬溶液的反应 (26)3.1.4 Fe(50)Ni(15)MMT(35)与标准铬溶液的反应效果 (27)3.1.5 实验药剂的选择 (28)3.1.6 Fe(50)Ni(5)MMT(45)的表征 (29)3.2 有氧/无氧条件下反应结果的比较 (31)3.3 铬离子初始浓度的影响 (32)3.4 pH值对反应的影响 (33)3.5 反应温度的影响 (33)3.6 本章小结 (34)4 反应动力学模型 (35)4.1 最佳条件下的反应动力学模型 (35)4.2 表观速率常数与Cr(VI)初始浓度的关系 (36)4.3 表观速率常数与铬溶液pH值的关系 (37)4.4 表观速率常数与温度的关系 (39)5 结论与建议 (41)5.1 结论 (41)5.2 创新点 (41)5.3 建议 (41)参考文献 (42)致谢 (46)1 绪论1.1 课题背景矿井水是人类在采掘矿物过程中产生的有害废水，里面含有多种污染物质，特别是在我国，煤炭资源丰富的地区，矿井水的危害尤为明显。
其中的机污染物及重金属污染物，其对人民健康、生态环境及社会安全构成了严重威胁。
尤其是泄漏、偷排等重大环境污染事件产生的有机污染物及重金属污染物，对人健康、生态环境及社会安全构成了严重威胁。
如2011年8月，云南曲靖格港污染事件已经给了我们一个惨痛的教训。
因此，研发经济高效的矿井水修复新技术是非常重要和必要的，是改善我国环境质量的迫切要求，也是世界科技的研究热点。
矿井水中的重金属Cr(VI)(以及其它重金属污染物，例如Cu(Ⅱ)等)污染逐渐受到重视，纳米零价铁可以有效地将六价铬还原成三价铬，使其沉淀固定下来。
从而将污染源区的污染物消减固定，防止其向周围扩散。
然而由于纳米铁颗粒微小，易被氧化，极易团聚，自身活性受到限制。
因此，针对纳米铁的分散性、稳定性、良好活性的研究至关重要。
本文采用低成本环境友好型粘土矿物膨润土作为负载材料制备膨润土固载铁-镍，进而对其样品进行TEM、XRD等表征，并通过将其与模拟矿井水含Cr(VI)的溶液进行反应，研究其活性；通过实验考察膨润土负载纳米铁的迁移性及Cr(VI)在含膨润土负载纳米铁镍石英砂柱中的穿透曲线，这为膨润土负载纳米铁镍去除Cr(VI)的实际场地应用设计提供了理论基础。
1.2 矿井水1.2.1 矿井水的概念采矿废水指外排的矿井水。
它是由矿井开采而产生的地表渗透水地下含水层渗流水和疏放水，以及采掘生产和防尘用水等组成，是煤矿排放量最大的一种废水。
据有关资料显示，我国国有重点煤矿每年外排的矿井水超过20亿，平均每吨煤排水4左右[1]。
在采矿废水中，相当一部分为酸性矿井水(Acid Mine Drainage，AMD ) ，是指pH 值小于6 的矿井水。
在煤矿的开采过程中，由于煤地层中所含硫化物(主要为黄铁矿)含量、氧化条件、温度等因素的差异，通过自发的氧化还原反应，可知AMD[2]形成的主要原因是煤层及其围岩含硫量偏高，硫因受到氧化作用而产生硫酸，并与矿井密闭程度、大气流通状况、矿井水来源与流径开采深度等因素有关。
煤矿AMD多见于高硫煤层和含煤地层的煤矿中，在我国北方主要分布在陕、晋、鲁和内蒙等省区，南方分布在川、桂、贵、浙、闽等省区[3]。
AMD具有较低pH值、较高矿化度很强的溶解性和侵蚀性，因此能携带大量的重金属进入环境中，导致周围水体严重污染，引起水生动植物的死亡。
重金属能破坏土壤的团粒结构，使土地板结，还能被土壤作物吸收，通过根系进入植物体，并直接危害人类健康[4]。
目前，对AMD 的研究多集中在其形成机理、危害、矿井水及沉淀物的化学组成和特征环境、地球化学演化过程、治理技术等方面[5-6]，对于AMD 中的重金属的研究较少，且主要是重金属的去除机理的研究[7]。
由于AMD具有重金属含量高的特点，而重金属对环境的危害较大，因此有必要对其中的重金属进行研究。
因此，本文主要分析煤矿AMD 中重金属的来源危害以及处理技术。
1.2.2 矿井水构成矿井水作为人类生存空间的重要组成部分，不仅为人类提供了优质的淡水资源，同时还是水文循环的一个重要组成部分。
我国是世界上十三个贫水国家之一，水资源只相当于世界人均占有量的四分之一。
其中，矿井水资源总量为8625亿立方米，约占全国水资源总量的三分之一矿井水资源不仅在数量上具有举足轻重的地位，而且还具有水质好、分布广泛、便于就地开采利用等优点。
随着工农业和社会经济的迅速发展，矿井水的开采量不断增大，近二十年来，全国矿井水开采量平均以每年二十五亿立方米的速度增加，矿井水占总供水量的比例己从1980年的14%增长到2000年的近20%。
全国有4 00多个城市开采利用矿井水，在城市用水总量中，矿井水占到30%。
影响矿井水质量变化的因素有两种：天然因素和人为因素。
其中，天然因素引起的变化往往是缓慢的、长期的；而人为因素造成矿井水质和量的变化随社会生产力的发展越来越突出，矿井水污染即为人为因素影响下的矿井水水质变化。
我们研究矿井水质量的变化以及污染物在矿井水系统中的迁移，就必须用系统的思想与方法把矿井水及其环境看作一个整体，即以矿井水系统的观点，从整体的角度去考察、分析、处理它。
矿井水系统是具有空隙的岩石以及存于岩石空隙中的水组成。
岩石空隙中的水主要包括：结合水：存在于松散岩石的颗粒表面及坚硬岩石空隙壁间，受固相表面束缚，不能在自身重力作用下运动。