水滑石概述

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最新水滑石的结构和性质以及市场应用介绍

最新水滑石的结构和性质以及市场应用介绍

1 水滑石的结构和性质水滑石是一类具有特殊结构和性能的无机化合物结晶体,化学名称为碱式碳酸镁、铝水合物,英文名称为Hydrotalcite。

自然界中所见到的自然状态的水滑石,数量很少,仅在俄罗斯、挪威等少数地区以矿物形式存在。

由于此类化合物有独特的性质和特点,各国用化学合成方法,相继投人科研力量,研制出百余种结构不同的水滑石,其中一些品种已经投入工业化生产。

水滑石作为新颖的化工产品,在化学工业、塑料工业、医药业中得到广泛的应用。

水滑石结构与水镁石Mg(OH)2结构相似,由MgO6八面体组成菱形单元层,由于Mg与AL离子半径相近,层板上Mg与AL离子相间排列,Mg与AL层带正电荷,两侧为带负电的OH-层,再外侧为碳酸根与H20层。

水滑石受热时,低于200℃,仅释放少量结晶水;在280℃左右,释放的都是游离水(结晶水);高于350℃时,丢失水及碳酸根离子转化的C02;直到450℃左右,丢失的都是水和C02。

低于500℃,分解过程仍是可逆的。

水滑石热分解曲线如图1所示。

图1: 水滑石热分解曲线应用于农膜的水滑石要求颗粒度较小,理想状态是球型结构,目前生产合成水滑石的公司和专利较多,专利和专论文献每年有百篇,其中报道较多的常用水滑石分子式见表1.水滑石结构中还可含有其他金属离子,因此水滑石是一类化合物,它的主要性质和特征相同,结构和性能是有差异的。

2 水滑石在农用薄膜中的作用水滑石在农膜中的应用有很多优点:增透、缓释、保温、与光稳定剂有协同和热稳定作用等,使水滑石与其他缓释剂相比有显著的优越性。

2.1 水滑石的增透作用在农膜中透光性能可用两个概念来表述:透光率和透明度。

透光率是透过农膜光线的光通量与入射光的光通量之比(用%来表示),透射光包括直射光和散射光。

透明度是直射光的透过能力,不包括散射光,一般用雾度来表示。

雾度是偏离入射光方向的散射光光通量与透过光光通量之比。

因此,雾度大也就是透明度不高。

冬季,为了提高塑料大棚内的温度,增加农作物产量,我国北方地区希望使用透光性能好、雾度低的农膜来铺设,主要用于反季节栽培的日光温室。

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍讲解学习

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍讲解学习

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍讲解学习水滑石是一种常见的高岭土矿物,化学组成为Mg3Si4O10(OH)2、它具有层状结构,由正四面体的硅氧化物和八面体的镁氧化物构成,中间以氢氧化物桥联。

水滑石是一种软质矿石,硬度为1-2,颜色多为白色、灰色或淡黄色。

水滑石具有一系列独特的性质和特点。

首先,水滑石具有良好的吸附性能,对有机物和金属离子有很强的吸附能力。

这使得它在环境污染治理和废水处理中得到广泛应用。

其次,水滑石是一种低温矿物,可以在500℃以下稳定存在,这使得它成为一种理想的阻燃剂。

此外,水滑石具有较高的吸湿性和保水性能,可用于调节湿度和保湿。

此外,水滑石还具有一定的防辐射能力,通过吸收和缓冲射线来保护人体免受辐射伤害。

水滑石在各个领域都有广泛的应用。

首先,在建筑材料方面,水滑石可用作填充剂、增稠剂和涂料成分,可以提高材料的强度、稳定性和耐候性。

其次,在环境治理方面,水滑石可以用于废水处理、气体吸附和重金属离子吸附等方面。

它可以有效去除废水中的有机物和重金属,净化水质。

此外,水滑石还可用于混凝土和陶瓷的增强剂、绝缘材料、填充剂和防火材料等领域。

在食品工业中,水滑石被广泛用作食品添加剂,用于增稠、稳定和吸湿等功能。

此外,水滑石还可以用于制备催化剂、润滑剂、陶瓷材料和橡胶填充剂等。

除了以上应用外,水滑石还可以用于医疗健康领域。

由于其良好的吸湿性和保湿性能,水滑石可以制成膏体、软膏和药膏等形式,用于外科手术、创伤护理和皮肤护理等。

此外,水滑石还可以用于制备无菌敷料和药物缓释体,可以提高治疗效果和患者的舒适度。

总之,水滑石是一种常见的矿物,具有良好的吸附性能、阻燃性能和保湿性能等特点。

它在环境治理、建筑、食品工业和医疗健康等领域具有广泛的应用前景。

随着对环境保护和健康生活要求的提高,水滑石的市场前景将更加广阔。

水滑石概述——精选推荐

水滑石概述——精选推荐

⽔滑⽯概述1.1 ⽔滑⽯概述⽔滑⽯类层状化合物是⼀类近年来发展迅速的阴离⼦型粘⼟,⾃然界含量很少,是⼀类由带正电荷的⽔镁⽯层结构和层间填充带负电荷的阴离⼦所构成的层柱状化合物,具有⼴阔应⽤范围。

它具有与蒙脱⼟类阳离⼦粘⼟类似的层状结构,不同的是⾻架为阳离⼦,层间为阴离⼦,显碱性,层间距可通过填充离⼦半径不同的阴离⼦来调变。

由于它们的主体成分⼀般是由两种⾦属的氢氧化物构成,因此⼜称其为层状双⾦属氢氧化物(Layered Double Hydroxides,简称LDHs)。

⽐较常见的Mg/Al 组分的LDHs,称为⽔滑⽯(Hydrotalcite,简称HT);其它组分的LDHs 也可称为类⽔滑⽯(Hydrotalcite like compound,简称HTlc);它们的层插化学产物称为柱撑⽔滑⽯(Pillared Hydrotalcite)。

⽔滑⽯、类⽔滑⽯和柱撑⽔滑⽯统称为⽔滑⽯类材料。

可以通过调变⾦属离⼦和阴离⼦种类、⼤⼩等,改变⽔滑⽯类层状化合物的化学和物理性质,从⽽制得不同性能的材料。

⽔滑⽯于1842年在瑞典⾸次被发现,它是⼀种碳酸型镁铝双氢氧化物,在⾃然状态下以叶状和旋转板状或纤维团状形式存在。

在发现⽔滑⽯的同时,另⼀种由镁铁组成的碳酸型双氢氧化物也被发现,这种物质和其它含有不同物质组成的矿物质⼀样与⽔滑⽯具有基本相同的结构和相似的特征。

佛罗伦萨⼤学的矿物学教授E.Manasse⾸先提出⽔滑⽯及其它同类型矿物质的化学式,他提出⽔滑⽯的精确简式Mg6A12(OH)16CO3·4H2O,并且认为碳酸根离⼦是必不可少的。

这种观点在那时⽐较流⾏,并且持续了很多年。

直到1941年,弗罗德的⼀篇题为“Constitution and polymorphism of the Pyroarite and Sj ogrenite Groups”的发表,这些矿物质的组成及它们之间的关系才真正被认清。

水滑石特征峰

水滑石特征峰

水滑石特征峰全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:水滑石,又称滑石,属于硅酸盐矿物,具有独特的特征峰,是一种常见的造岩矿物。

在地质学和矿物学领域中,水滑石的特征峰具有重要意义,可以帮助研究人员对岩石的成因、结构和变质历史等方面进行深入的研究。

本文将重点介绍水滑石的特征峰及其意义。

水滑石是一种六方晶系的矿物,化学式为Mg3(Si2O5)(OH)4,硬度为1-1.5,密度为2.8-2.9g/cm3。

水滑石的颜色多为白色、灰色或淡绿色,有时也呈淡红色。

水滑石主要由氧化镁和二氧化硅组成,具有较高的岩石稳定性和耐热性。

在自然界中,水滑石广泛存在于变质岩和沉积岩中,也可形成矿脉状、岩石状或羽毛状状等不同形态。

水滑石的特征峰是其在红外光谱中所表现出的特征吸收峰,可以帮助矿物学家和地质学家对水滑石进行鉴定和分析。

通过红外光谱技术,可以准确的测定水滑石中化学键的种类和能量,从而推断其结构和成分。

水滑石的红外光谱特征主要包括Si-O基本伸缩振动、Mg-O 基本伸缩振动、O-H基本伸缩振动等峰。

这些特征峰的位置、强度和形状可以反映水滑石的晶体结构和化学成分,是研究水滑石的重要依据。

水滑石的特征峰对其鉴定和研究具有重要意义。

通过测定水滑石的特征峰,可以准确的确定其结构类型和成分组成,进一步推断其成因和变质历史。

水滑石特征峰的位置和形状与不同岩石中的水滑石相比较,可以帮助研究人员进行岩石分类和地质调查,揭示地质构造演化和环境变化的历史。

水滑石的特征峰还可以用于研究离子的分布和扩散等化学过程,为地球化学和矿物物理学等领域的研究提供重要依据。

在实际的地质勘探和矿产资源开发中,水滑石的特征峰也具有一定的应用价值。

通过对水滑石的特征峰进行分析,可以帮助勘探人员找到含水滑石的矿床,并推断其矿石质量和产出潜力。

水滑石的特征峰还可以用于岩石工程领域的矿石鉴定和矿石质量评价,为岩石采矿和利用提供科学依据。

第二篇示例:水滑石,又称龙须石,是一种特殊的岩石,具有独特的物理和化学特征。

水滑石的分类

水滑石的分类

水滑石的分类水滑石是一种常见的矿石,具有许多不同的分类。

本文将以人类视角,详细介绍水滑石的分类及其特点。

第一节:水滑石的概述水滑石,也称滑石、滑石粉,是一种软质、脂质或粉状的矿石,其主要成分是镁、硅酸盐。

它通常呈白色或浅灰色,质地柔软,具有良好的滑润感。

水滑石在工业、建筑、化妆品等领域都有广泛的应用。

水滑石可以根据其化学成分、物理特性和产地等方面进行分类。

以下是水滑石的主要分类:1.普通水滑石普通水滑石是最常见的一类水滑石,主要由镁、硅酸盐和一些微量元素组成。

它的质地柔软,具有良好的滑润感,可用于制造化妆品、润滑剂和塑料等产品。

2.白云水滑石白云水滑石是一种颜色较为纯白的水滑石,主要产于中国广东、江西等地。

它的质地细腻,具有良好的吸水性和耐高温性能,广泛应用于陶瓷、涂料和塑料等工业领域。

3.绿色水滑石绿色水滑石是一种颜色呈淡绿或浅灰绿色的水滑石,主要产于中国云南、贵州等地。

它的质地较软,具有良好的耐酸性和电绝缘性能,常用于制作化学药品、电子元件和陶瓷等产品。

4.紫色水滑石紫色水滑石是一种颜色呈淡紫或淡粉红色的水滑石,主要产于巴西、印度等地。

它的质地细腻,具有良好的耐热性和化学稳定性,常用于制作化妆品、珠宝和装饰品等产品。

5.红色水滑石红色水滑石是一种颜色呈红色或红褐色的水滑石,主要产于中国湖南、江西等地。

它的质地柔软,具有良好的耐磨性和耐高温性能,常用于制作研磨材料、陶瓷和涂料等产品。

第三节:水滑石的应用水滑石由于其独特的物理特性和化学成分,在各个领域都有广泛的应用。

以下是水滑石的主要应用领域:1.化妆品水滑石可以用作化妆品的基础原料,如粉底、眼影和唇膏等产品。

它的柔软质地和良好的吸附性能可以使化妆品更加贴合肌肤,提高化妆品的舒适度和持久性。

2.建筑材料水滑石可以用作建筑材料,如地板砖、墙面砖和装饰板等产品。

它的质地细腻,具有良好的装饰效果和防火性能,常用于公共建筑和家居装修。

3.塑料水滑石可以用作塑料的填充剂,如聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等产品。

水滑石概述范文范文

水滑石概述范文范文

水滑石概述范文范文水滑石(Talc)是一种由镁、硅、氧、氢等元素组成的软、蜡质状矿物,化学式为Mg3Si4O10(OH)2、它是一种层状结构的矿物,属于硅酸盐矿物。

水滑石是一种常见的岩石成分,也是一种广泛应用于工业和日用品的重要矿产资源。

水滑石的形态多样,可以为片状、粉状、纤维状等。

它的颜色通常为白色、灰色、淡绿色或淡紫色等,具有明显的蜡状光泽和柔软的手感。

水滑石的硬度较低,在莫氏硬度尺度上仅为1,因此可以用指甲轻易刮下矿片。

其比重为2.7~2.8、水滑石的蜡状光泽和柔软手感是其与其他矿物的主要区别。

水滑石广泛分布于世界各地,主要产地包括中国、印度、巴西、美国等。

中国的河北、山西、陕西等地都有较为丰富的水滑石资源。

水滑石属于一种变质岩矿石,在巍峨的山脉、深邃的山水中形成。

由于其广泛分布和丰富资源,水滑石成为了一种价廉物美的矿产资源。

水滑石在工业上有着广泛的应用。

首先,由于其柔软易刮、保湿润滑等特点,水滑石经常被用作化妆品、护肤品等领域的原料。

其次,水滑石还可以用作增白剂、填料和稀释剂,广泛应用于塑料、橡胶、纸张等行业。

此外,水滑石还具有良好的隔热性能,被广泛应用于建筑材料、陶瓷等领域。

另外,水滑石也被用作电缆、橡胶轮胎等产品的添加剂。

因此,水滑石在工业中具有重要的价值和应用前景。

此外,水滑石还有一些其他方面的应用。

在医药领域,水滑石可以用作药剂的辅助剂,用于增加药物的流动性和稳定性。

在农业领域,水滑石可以用作土壤改良剂,可调节土壤结构、提高土壤肥力,促进植物生长。

在纺织品领域,水滑石可以用作纤维素纤维和化学纤维的润滑剂,改善纤维手感和柔软性。

在纸张和造纸领域,水滑石可以用作填料和涂料,提高纸张的质量和性能。

总之,水滑石在很多领域都有着广泛的应用。

然而,水滑石也存在一些问题。

一方面,水滑石的开采和加工过程会产生大量的粉尘,对劳动者的健康和环境造成影响。

另一方面,由于水滑石资源的过度开采和滥用,导致了资源的枯竭和环境的破坏。

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍水滑石(Mg3Si4O10(OH)2·2H2O),又称滑石或白云石,是一种属于层状硅酸盐矿物的石英族矿物。

它的结构由硅酸盐层和水合镁离子层组成,属于层状硅酸盐矿物中的水滑石组。

水滑石的晶体结构以六面体层间的硅酸盐结构为基础,镁离子和水分子填充在层之间。

每个镁离子都被六个氧离子包围,并与三个OH基团形成氢键。

这些层之间的相互作用由范德华力提供,因此水滑石具有很好的层状结构性。

它是一种常见的层状矿物,在地壳中广泛存在。

水滑石的物理性质包括外观呈蓝白色,颗粒细小,呈柔软、光泽和蜡状,硬度为1.5-2,比较脆弱。

它的比重约为2.3-2.4 g/cm3、水滑石的质地柔软,可以轻松地划分成薄片,这使得它在一些特定的应用中十分有用。

水滑石的矿石资源非常丰富,被广泛应用于各个领域。

以下是水滑石的一些市场应用:1.建筑和装饰材料:水滑石被广泛用作建筑和装饰材料,例如建筑地板、瓷砖、大理石柱、壁纸等。

它的光泽和柔软质感使得它在室内装饰中具有很高的价值。

2.塑料行业:水滑石在塑料行业中被用作增塑剂和填料。

它可以改善塑料的强度、韧性和耐磨性。

此外,水滑石还可以改善塑料的电绝缘性能,使其具有更好的绝缘性能。

3.橡胶行业:水滑石在橡胶行业中被用作填料和增塑剂。

它可以提高橡胶的加工性能和物理性能,增强橡胶制品的强度和耐磨性。

4.涂料和油漆行业:水滑石在涂料和油漆行业中被用作填料。

它可以提高涂料的流动性和耐久性,使涂料具有更好的平滑性和覆盖性。

5.制陶业:水滑石被广泛用于制陶业中,尤其是在制造陶瓷、瓷器和陶瓷制品时。

它可以改善陶瓷的成型性和烧结性,使得陶瓷制品更加坚固和耐磨。

6.化妆品和药品行业:水滑石在化妆品和药品行业中被用作填料。

它可以增加化妆品和药品的粘稠度和稳定性,提高其质地和触感。

总结起来,水滑石是一种在建筑、塑料、橡胶、涂料、制陶、化妆品和药品等领域中有广泛应用的重要材料。

水滑石概述

水滑石概述

1.1 水滑石概述水滑石类层状化合物是一类近年来发展迅速的阴离子型粘土,自然界含量很少,是一类由带正电荷的水镁石层结构和层间填充带负电荷的阴离子所构成的层柱状化合物,具有广阔应用范围。

它具有与蒙脱土类阳离子粘土类似的层状结构,不同的是骨架为阳离子,层间为阴离子,显碱性,层间距可通过填充离子半径不同的阴离子来调变。

由于它们的主体成分一般是由两种金属的氢氧化物构成,因此又称其为层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides,简称LDHs)。

比较常见的Mg/Al 组分的LDHs,称为水滑石(Hydrotalcite,简称HT);其它组分的LDHs 也可称为类水滑石(Hydrotalcite like compound,简称HTlc);它们的层插化学产物称为柱撑水滑石(Pillared Hydrotalcite)。

水滑石、类水滑石和柱撑水滑石统称为水滑石类材料。

可以通过调变金属离子和阴离子种类、大小等,改变水滑石类层状化合物的化学和物理性质,从而制得不同性能的材料。

水滑石于1842年在瑞典首次被发现,它是一种碳酸型镁铝双氢氧化物,在自然状态下以叶状和旋转板状或纤维团状形式存在。

在发现水滑石的同时,另一种由镁铁组成的碳酸型双氢氧化物也被发现,这种物质和其它含有不同物质组成的矿物质一样与水滑石具有基本相同的结构和相似的特征。

佛罗伦萨大学的矿物学教授E.Manasse首先提出水滑石及其它同类型矿物质的化学式,他提出水滑石的精确简式Mg6A12(OH)16CO3·4H2O,并且认为碳酸根离子是必不可少的。

这种观点在那时比较流行,并且持续了很多年。

直到1941年,弗罗德的一篇题为“Constitution and polymorphism of the Pyroarite and Sjogrenite Groups”的发表,这些矿物质的组成及它们之间的关系才真正被认清。

1970年,当第一个关于水滑石类化合物作为加氢催化剂的最佳引体的专利产生时,人们开始兴起对水滑石类化合物的研究。

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍讲解学习

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍讲解学习

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍讲解学习水滑石是一种属于硅酸盐矿物的复杂镁铝层状硅酸盐。

它的化学式为Mg6Si4O10(OH)8,结晶属于单斜晶系,常见的晶体形态为片状或柱状。

水滑石的硬度为1.5至2.5,密度为2.2至2.8 g/cm³。

它是一种具有层状结构的矿物,每两层之间由氢氧根(OH)连接,并通过氢键相互堆积形成结晶。

水滑石的主要成分是镁、硅、氧和氢,少量含有铝、铁和钙元素。

它的晶体结构中的氢氧根赋予了矿物良好的层间隔离性,使得水滑石具有柔软、脆压和可塑性。

水滑石有很好的耐热性,可在高温下稳定存在,一些特殊种类的水滑石还可以吸附和储存无机和有机物质。

水滑石在市场上有广泛的应用。

以下是水滑石的几个重要应用领域:1.聚合物填充剂和增强剂:水滑石可以用作聚合物材料的填充剂和增强剂,以提高材料的力学性能和热稳定性。

将水滑石粉末与聚合物基体混合后,可以得到具有优良强度、硬度、耐热性和化学稳定性的复合材料。

这种复合材料常被用于汽车零部件、建筑材料、电子设备等的制造。

2.塑料和橡胶填充改性剂:由于水滑石具有良好的可塑性和吸附性,它可以用作塑料和橡胶的填充改性剂,以提高材料的强度、硬度、耐磨性和耐老化性能。

将水滑石添加到塑料或橡胶制品中,可以降低生产成本并改善产品的物理和化学性能。

3.建筑材料:水滑石在建筑材料领域具有广泛的应用。

它可以用作涂料、粉刷剂和填充剂,以增强涂层的抗水性、耐候性和耐火性。

水滑石也可以用于制备防火板、隔热材料和墙砖等建筑材料,以提高建筑物的安全性和保温性能。

4.填充性陶瓷:由于水滑石具有良好的填充性和低烧结温度,它通常被用于制备填充性陶瓷产品,如陶瓷管、陶瓷纤维和陶瓷模具等。

水滑石填充的陶瓷制品具有优秀的耐火性、抗腐蚀性和热稳定性。

总之,水滑石是一种重要的矿物资源,具有多种优秀的物理和化学性质。

它在聚合物、塑料、橡胶、建筑材料和填充性陶瓷等领域中广泛应用,为这些行业提供了独特的性能和功能。

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍水滑石是一种属于滑石矿物的石墨石种,化学组成为Mg3Si4O10(OH)2、它的晶体结构是层状的,由SiO4四面体和Mg(OH)2八面体构成,这种层状结构使得水滑石具有一系列独特的性质和应用。

首先,水滑石具有良好的热稳定性。

由于水滑石的结构中含有水分子,它在加热时会释放出结晶水,而不会发生分解或融化。

这使得水滑石成为一种优秀的耐高温材料,在高温条件下仍能保持其结构稳定性。

其次,水滑石具有优异的吸附能力。

由于其层状结构中存在着缺陷和空隙,水滑石能够吸附和储存各种气体、液体和离子,并能在一定条件下通过恒温加热或脱水再生。

这使得水滑石在环境保护、储能和催化等方面具有广泛的应用前景。

水滑石还具有良好的阻隔性能。

由于其层状结构中的缺陷和微孔,水滑石能有效地阻隔气体、水分和有机物的渗透。

因此,水滑石常被用于制备封闭性能优异的材料,如隔热材料、防水材料和防腐蚀材料。

此外,水滑石还具有一定的垂直导热性能。

由于水滑石是一种层状结构材料,其内部存在着垂直于层状结构的导热路径,使得其在一定程度上具有导热的能力。

这使得水滑石可以被用作导热界面材料,如导热膏、导热绝缘材料等。

在市场应用方面,水滑石具有广泛的用途。

首先,水滑石常被用于制备陶瓷材料。

由于其独特的层状结构和热稳定性,水滑石能够作为一种优质陶瓷材料基体,在陶瓷制品中起到增强、填充和改善结构的作用。

其次,水滑石被广泛应用于纸浆、陶瓷和油墨等行业。

由于其优秀的吸附能力和阻隔性能,水滑石能够作为一种填料和增白剂添加到纸浆和油墨中,以提高其质量和性能。

另外,水滑石还被用作环境治理和污水处理的材料。

由于其吸附能力和垂直导热性能,水滑石可以用于处理废水和污水中的重金属离子和有机物,以达到净化水质和回收资源的目的。

此外,水滑石还有医药和健康保健等领域的应用。

由于其层状结构和亲水性,水滑石能够作为一种药物载体和保健品添加剂,用于制备缓释药物和功能性食品。

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍水滑石,又称菱苦土或菱镁石,是一种具有层状结构的矿物。

它的化学式为Mg3Si4O10(OH)2,属于层状硅酸盐矿物,晶稳定性好、物理性质稳定,可广泛应用于各个领域。

水滑石的结构可以简化为镁离子(Mg2+)与三个硅酸盐层(Si2O5)交替排列而成的层状结构。

每个硅酸盐层由六个硅酸盐六边形环构成,硅酸盐六边形环之间通过氢键连接。

这种层状结构赋予了水滑石优异的性质,如低热导率、阻燃性、吸湿性和化学稳定性。

水滑石在市场上有着广泛的应用。

以下是几个主要的市场应用介绍:1.建筑材料领域:水滑石可以作为一种填料添加到建筑材料中,改善材料的性能。

它能够提高建筑材料的抗火性能,延缓火焰蔓延速度,减少火灾事故发生的可能性。

此外,水滑石还可以增加建筑材料的断热性能,降低能源消耗。

2.塑料工业:水滑石可作为塑料的填充剂或增强剂使用。

由于其层状结构,水滑石能够有效地提高塑料的力学性能,增加塑料的硬度和刚性,提高抗冲击性能。

此外,水滑石还可以提高塑料的热稳定性和电阻率,改善塑料的耐火性能。

3.涂料和油漆工业:水滑石可用作涂料和油漆的填料,用于增加涂层的浓度和粘度。

水滑石作为一种天然矿物,对人体无毒无害,环境友好,不会对涂层的性能造成负面影响。

此外,水滑石还可以增加涂层的耐磨性、耐候性和耐腐蚀性。

4.医药工业:水滑石在医药工业中有着广泛的应用。

其吸附性能能够用于吸附和去除药物中的杂质,提高药物的纯度。

此外,水滑石还可以用于制备药物控释剂和缓释剂,通过控制药物的释放速率,提高药物疗效。

5.橡胶工业:水滑石可以作为橡胶的填料使用,提高橡胶的强度和硬度。

水滑石填充的橡胶制品具有优异的耐磨性和耐腐蚀性,适用于各种工业领域。

总的来说,水滑石具有优异的结构和性质,在众多领域有着广泛的市场应用。

随着科技的不断发展,水滑石的应用前景将会更加广阔。

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍讲解学习

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍讲解学习

水滑石的结构和性质以及市场应用介绍1 水滑石的结构和性质水滑石是一类具有特殊结构和性能的无机化合物结晶体,化学名称为碱式碳酸镁、铝水合物,英文名称为Hydrotalcite。

自然界中所见到的自然状态的水滑石,数量很少,仅在俄罗斯、挪威等少数地区以矿物形式存在。

由于此类化合物有独特的性质和特点,各国用化学合成方法,相继投人科研力量,研制出百余种结构不同的水滑石,其中一些品种已经投入工业化生产。

水滑石作为新颖的化工产品,在化学工业、塑料工业、医药业中得到广泛的应用。

水滑石结构与水镁石Mg(OH)2结构相似,由MgO6八面体组成菱形单元层,由于Mg与AL离子半径相近,层板上Mg与AL离子相间排列,Mg与AL层带正电荷,两侧为带负电的OH-层,再外侧为碳酸根与H20层。

水滑石受热时,低于200℃,仅释放少量结晶水;在280℃左右,释放的都是游离水(结晶水);高于350℃时,丢失水及碳酸根离子转化的C02;直到450℃左右,丢失的都是水和C02。

低于500℃,分解过程仍是可逆的。

水滑石热分解曲线如图1所示。

图 1: 水滑石热分解曲线应用于农膜的水滑石要求颗粒度较小,理想状态是球型结构,目前生产合成水滑石的公司和专利较多,专利和专论文献每年有百篇,其中报道较多的常用水滑石分子式见表1.水滑石结构中还可含有其他金属离子,因此水滑石是一类化合物,它的主要性质和特征相同,结构和性能是有差异的。

2 水滑石在农用薄膜中的作用水滑石在农膜中的应用有很多优点:增透、缓释、保温、与光稳定剂有协同和热稳定作用等,使水滑石与其他缓释剂相比有显著的优越性。

2.1 水滑石的增透作用在农膜中透光性能可用两个概念来表述:透光率和透明度。

透光率是透过农膜光线的光通量与入射光的光通量之比(用%来表示),透射光包括直射光和散射光。

透明度是直射光的透过能力,不包括散射光,一般用雾度来表示。

雾度是偏离入射光方向的散射光光通量与透过光光通量之比。

水滑石 生物质 重质组分解聚

水滑石 生物质 重质组分解聚

水滑石生物质重质组分解聚以水滑石、生物质和重质组分解聚为题,本文将从化学、生物和工业等多个角度介绍这些材料的特性、用途和应用。

一、水滑石水滑石,学名水合氢氧化镁,是一种具有层状结构的矿物。

它的化学式为Mg4Si6O15(OH)2•6H2O。

水滑石具有多孔性和吸附性,因此广泛用于吸附剂、催化剂和填料等领域。

1. 吸附剂:水滑石具有较大的比表面积和孔隙结构,能够吸附气体、液体或溶解物质。

因此,水滑石常被用作吸附剂,用于净化废气、净化水源和吸附有害物质等。

2. 催化剂:水滑石具有较好的催化性能,可以用于催化剂的载体或催化剂本身。

比如,将水滑石与金属离子或活性物质配制成催化剂,可应用于有机合成、石油加工和环境保护等领域。

3. 填料:水滑石的多孔性和吸附性使其成为一种理想的填料材料。

在工业生产中,水滑石可以用作塑料、橡胶、涂料和纸张等材料的填充剂,以提高产品的性能和质量。

二、生物质生物质是指来自植物、动物和微生物的有机物质。

它包括植物纤维、木材、农作物残渣、食物废弃物等。

生物质是一种可再生资源,具有广泛的应用前景和环境友好性。

1. 能源利用:生物质可以通过燃烧、气化或发酵等方式转化为能源。

生物质能作为生物质燃料,用于供热、发电和燃料替代等领域,可以减少对化石能源的依赖,降低温室气体排放。

2. 化工原料:生物质中的纤维素、半纤维素和木质素等成分可以提取或转化为化工原料。

比如,纤维素可以制备纤维素醋酸酯,用于制造纤维素酯纤维和生物塑料;木质素可以制备香料、药物和聚合物等。

3. 土壤改良:将生物质还田或用作土壤改良剂,可以提高土壤的有机质含量、保水保肥能力和微生物活性,促进农作物生长,提高农业可持续性。

三、重质组分解聚重质组分指石油或天然气中的高分子化合物,例如沥青、重质油和聚合物等。

解聚是指将重质组分分解为低分子化合物的过程。

解聚可以通过热解、催化裂化或加氢裂化等方法实现。

1. 石油加工:重质组分解聚是石油加工的重要环节之一。

水滑石特点及应用

水滑石特点及应用

水滑石特点及应用水滑石是一种矿石,化学组成为Mg3Si4O10(OH)2,属于层状硅酸盐矿物。

以下将详细介绍水滑石的特点及应用。

水滑石的特点:1. 物理性质:水滑石的颜色通常为白色、灰色或淡绿色,具有毛细状、致密、半金属光泽等特点。

其薄片透明或半透明,有完整的解理。

水滑石具有软度较低的特点,其莫氏硬度为1-2。

2. 化学性质:水滑石是一种含水层状硅酸盐,含有结晶水。

其化学性质稳定,可以耐受酸碱侵蚀。

在强酸溶液中会腐蚀,但在常温下能够在稀酸和碱中保持较好的稳定性。

3. 纤维结构:水滑石的结晶结构类似于云母矿物,由硅氧四面体和镁离子层构成,在层与层之间存在着水分子或氢氧根离子。

这种结构使得水滑石具有优异的吸附性能和耐高温特性。

水滑石的应用:1. 塑料工业:水滑石广泛用于塑料工业中,可用作增强填充剂。

水滑石的物理性质使其在塑料制品中能够增强刚度、硬度和耐热性,同时改善塑料的表面光泽和抗冲击性能。

2. 涂料和油墨工业:水滑石可以增加涂料和油墨的流动性、延展性和光泽度,提高涂膜的平滑性和遮盖力。

此外,水滑石还可以用作填料,增加涂料和油墨的体积,降低成本。

3. 建筑材料:水滑石可以用于制造各种建筑材料,如水滑石纸、水滑石板、水滑石瓦等。

水滑石纸可用于墙面装饰、地板铺装等,具有隔音、保温、耐火等特点。

水滑石板和水滑石瓦则可用于室内外装饰和屋面覆盖。

4. 橡胶工业:水滑石可以作为橡胶填料,用于改善橡胶的流动性、强度和耐磨性。

此外,水滑石还可以用于橡胶制品的增白和增加体积,提高产品质量和降低成本。

5. 化妆品和药品工业:水滑石可用于化妆品和药品的生产中,作为吸附剂、稳定剂、流变剂等。

其优异的吸附性能使其能够吸附和稳定化妆品和药品中的活性成分,提高产品的稳定性和效果。

6. 食品工业:水滑石可以作为食品添加剂和吸附剂使用。

作为食品添加剂,水滑石可以提高食品的流动性、抗结块性和稳定性。

作为吸附剂,水滑石可以吸附和去除食品中的杂质和有害物质,提高食品的质量和安全性。

水滑石概述

水滑石概述

水滑石类化合物编辑词条参与讨论(1条)水滑石类化合物包括水滑石(Hydrotalcite)和类水滑石(Hydrotalcite-Like Compounds),其主体一般由两种金属的氢氧化物构成,又称为层状双羟基复合金属氧化物(Layered DoubleHydroxide,LDH)。

水滑石的插层化合物称为插层水滑石。

水滑石、类水滑石和插层水滑石统称为水滑石类插层材料。

目录[隐藏]水滑石••历史发展••结构特征••主要性质••插层组装方法••结构表征方法••应用前景水滑石类化合物-历史发展LDHs的发展已经历了一百多年的历史,但直到二十世纪六十年代才引起物理学家和化学家的极大兴趣。

1842年,Hochstetter首先在片岩矿层中发现了天然水滑石矿物。

后来又相继在挪威的Sunarum地区以及俄罗斯的Ural地区发现了少量的天然水滑石矿。

在二十世纪初,人们发现了LDH对氢加成反应具有催化作用,并由此开始了对LDH结构的研究。

1942年,Feitknecht等首次通过金属盐溶液与碱金属氢氧化物反应人工合成出了LDH,并提出了双层结构模型的设想。

1966年,Kyowa公司首先将LDH的合成工业化。

1969年,Allmann等通过测定LDH单晶结构,首次确认了LDH的层状结构。

七八十年代时,Miyata等对其结构进行了详细研究,并对其作为新型催化材料的应用进行了探索性的工作。

在此阶段,Taylor和Rouxhet还对LDH热分解产物的催化性质进行了研究,发现它是一种性能良好的催化剂和催化剂载体。

Reichle等研究了LDH及其焙烧产物在有机催化反应中的应用,指出它在碱催化、氧化还原催化过程中有重要的价值。

进入二十世纪九十年代,人们对LDHs的研究更为迅速。

随着现代分析技术和测试手段的广泛应用,人们对LDHs结构和性能的研究不断深化,对LDHs层状结构的认识加深,其层状晶体结构的灵活多变性被充分揭示。

特别是近年来,基于超分子化学定义及插层组装概念,有关LDHs的研究工作获得了更深层次上的理论支持,在层状前体制备、结构表征、超分子结构模型建立、插层组装动力学和机理、插层组装体的功能开发等诸方面得到了许多具有理论指导意义的结论和规律。

水滑石的应用原理

水滑石的应用原理

水滑石的应用原理1. 什么是水滑石水滑石,又称滑石或滑石粉,是一种具有滑溜手感的矿石。

其化学名为滑石矿,其主要成分是硅酸镁。

水滑石具有良好的滑动性和稳定性,被广泛应用于多个领域。

2. 水滑石的应用领域2.1 化妆品水滑石广泛用于化妆品中,其滑润的触感使得化妆品更易于涂抹于皮肤上。

水滑石在粉底、面霜、口红等产品中被用作填充剂和保湿剂,使得产品更加滋润且易于涂抹。

2.2 医药水滑石在医药领域应用广泛。

其具有一定的吸附性能,被用作制备药物缓释剂、止血剂等。

此外,水滑石也被用作制剂辅料,能够增加药物的稳定性和易服性。

2.3 润滑剂水滑石在润滑剂领域的应用十分重要。

它能够降低摩擦系数,提供平滑的表面,用于润滑机械设备。

水滑石涂层能够减少金属之间的接触和磨损,延长设备的使用寿命。

2.4 塑料工业水滑石也在塑料工业中得到广泛应用。

由于水滑石具有良好的PE材料相容性和高的熔点,它被用于填充或增强塑料制品,如塑料薄膜、管材和塑料制品等。

2.5 建筑材料水滑石可通过粉状的形式应用于建筑材料中。

它能够提高建筑材料的柔韧性和抗裂强度,并增加其耐候性和耐蚀性。

水滑石粉末还可用于涂料、水泥和人工石材等。

2.6 食品工业在食品工业中,水滑石被用作食品添加剂。

由于其无毒且具有较强的吸湿性能,水滑石被用于调节食品的质地、改善口感和保湿食品。

3. 水滑石的应用原理水滑石的应用原理主要与其表面活性有关。

水滑石表面具有一定的油脂吸附能力,能够吸附和固定润滑剂。

其结构中的镁离子和油脂之间发生离子键的作用,使得水滑石具有良好的润滑性能。

此外,水滑石粉末的微细颗粒结构和表面形态也起到了重要的作用。

细小的颗粒能够填充材料的微缝和孔隙,增加材料的密度和密实性。

而特殊的表面形态可以提供更大的表面积,增加与其他物质的接触面,进一步提高水滑石的润滑性能。

4. 如何选择合适的水滑石在选择水滑石时,需要考虑以下几个因素:•粒度:根据具体应用需要选择合适的粒度。

水滑石经济效益简介演示

水滑石经济效益简介演示

医药领域需求
水滑石在药物载体、药物缓释等 方面的应用将进一步受到关注,
市场需求也将随之增长。
技术创新方向
合成技术改进
提高水滑石的合成效率、降低成本,实现大规模 工业化生产。
功能性拓展
通过改性、复合等手段,拓展水滑石在新能源、 医药等领域的应用。
环保技术研发
研究水滑石在环保领域的新技术、新应用,提高 其环保效果和经济效益。
运行成本,提高治理效果。
成功案例三:水滑石源领域的应用有助于提高能源 利用效率和降低能源成本,促进新能源产业 的发展。
详细描述
水滑石作为一种新型无机材料,在新能源领 域中具有广泛的应用前景。例如,利用水滑 石的离子交换性能和催化性能,可以开发高 效、低成本的燃料电池和太阳能电池。同时 ,水滑石还可以应用于储能材料、智能电网 等领域,提高能源的利用效率和稳定性,为
新能源产业的发展提供有力支持。
THANKS
谢谢您的观看
水滑石在化工领域的应用具有显著的经济效益,能够提高产品质量、降低生产成本,并减少环境污染 。
详细描述
水滑石作为新型无机材料,在化工领域中广泛应用于催化、吸附、离子交换等方面。通过水滑石的应 用,可以提高产品的性能和纯度,降低生产过程中的能耗和物耗,从而降低生产成本。同时,水滑石 的环保性能也得到了广泛认可,能够减少化工生产对环境的污染。
政策支持与推动
政府将加大对水滑石产业的支持 力度,包括资金扶持、税收优惠
等政策措施。
政府将推动水滑石产业与新能源 、环保等产业的融合发展,鼓励 企业进行技术创新和产业升级。
政府将加强水滑石产业的标准制 定和产品质量监管,推动产业健
康发展。
04
水滑石的案例分析

水滑石概述

水滑石概述

1.1 水滑石概述水滑石类层状化合物是一类近年来发展迅速的阴离子型粘土,自然界含量很少,是一类由带正电荷的水镁石层结构和层间填充带负电荷的阴离子所构成的层柱状化合物,具有广阔应用范围。

它具有与蒙脱土类阳离子粘土类似的层状结构,不同的是骨架为阳离子,层间为阴离子,显碱性,层间距可通过填充离子半径不同的阴离子来调变。

由于它们的主体成分一般是由两种金属的氢氧化物构成,因此又称其为层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides,简称LDHs)。

比较常见的Mg/Al 组分的LDHs,称为水滑石(Hydrotalcite,简称HT);其它组分的LDHs 也可称为类水滑石(Hydrotalcite like compound,简称HTlc);它们的层插化学产物称为柱撑水滑石(Pillared Hydrotalcite)。

水滑石、类水滑石和柱撑水滑石统称为水滑石类材料。

可以通过调变金属离子和阴离子种类、大小等,改变水滑石类层状化合物的化学和物理性质,从而制得不同性能的材料。

水滑石于1842年在瑞典首次被发现,它是一种碳酸型镁铝双氢氧化物,在自然状态下以叶状和旋转板状或纤维团状形式存在。

在发现水滑石的同时,另一种由镁铁组成的碳酸型双氢氧化物也被发现,这种物质和其它含有不同物质组成的矿物质一样与水滑石具有基本相同的结构和相似的特征。

佛罗伦萨大学的矿物学教授E.Manasse首先提出水滑石及其它同类型矿物质的化学式,他提出水滑石的精确简式Mg6A12(OH)16CO3·4H2O,并且认为碳酸根离子是必不可少的。

这种观点在那时比较流行,并且持续了很多年。

直到1941年,弗罗德的一篇题为“Constitution and polymorphism of the Pyroarite and Sj ogrenite Groups”的发表,这些矿物质的组成及它们之间的关系才真正被认清。

1970年,当第一个关于水滑石类化合物作为加氢催化剂的最佳引体的专利产生时,人们开始兴起对水滑石类化合物的研究。

水滑石的分类

水滑石的分类

水滑石的分类水滑石是一种常见的矿石,具有广泛的用途和多样的分类。

本文将从不同的角度对水滑石进行分类和介绍。

第一类:岩浆质水滑石岩浆质水滑石是由火成岩中的岩浆经过高温高压作用形成的。

它的质地细腻、柔软,常呈灰白、白色或淡黄色。

岩浆质水滑石常用于建筑材料,如室内装饰、墙壁涂料等。

它的柔软性使得其可以被雕刻成各种艺术品,例如石雕、摆件等。

第二类:变质质水滑石变质质水滑石是由于地壳运动、高温高压等地质作用而形成的。

它的质地较硬,颜色多样,常见的有白色、灰色、绿色等。

变质质水滑石具有较高的耐热性和耐酸碱性,因此被广泛应用于冶金、化工等行业。

此外,它还可以用于制作耐火材料、陶瓷等。

第三类:沉积质水滑石沉积质水滑石是由于沉积作用形成的,常见于海底沉积环境中。

它的质地较软,颜色多样,包括白色、黄色、红色等。

沉积质水滑石广泛应用于建筑、家居装饰等领域,如地板、台面、洗手盆等。

由于其质地柔软,使得它具有良好的隔音、吸音性能,常被用于音乐厅、录音棚等场所。

第四类:硬质水滑石硬质水滑石是一种特殊的水滑石,其硬度较高,常用于制作工艺品、珠宝等。

硬质水滑石的颜色多样,包括红色、绿色、蓝色等。

由于其质地坚硬,使得它可以被雕刻成各种精美的工艺品,如雕塑、摆件、首饰等。

第五类:纤维质水滑石纤维质水滑石是由细长的纤维状矿物组成的矿石,具有良好的绝热性能和耐火性能。

纤维质水滑石常用于建筑、冶金等行业,如隔热材料、耐火纤维等。

由于其纤维状的结构,使得它具有良好的隔热、隔音效果。

第六类:颜色质水滑石颜色质水滑石是一种具有鲜艳颜色的水滑石,常见的颜色有红色、绿色、蓝色等。

颜色质水滑石常用于装饰、艺术品等领域,如石雕、摆件、首饰等。

由于其独特的颜色,使得它可以增添室内装饰的亮点,使空间更加美观。

以上是水滑石的几种常见分类,每一类水滑石都有其独特的特点和用途。

水滑石作为一种重要的矿石,广泛应用于建筑、工艺品、装饰等领域,对于人类的生活和生产起到了重要的作用。

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1.1 水滑石类层状化合物概述层状化合物因其在化学和结构上表现出的特殊性质,在吸附、离子交换和催化等方面具有巨大的应用潜力,己成为国内外研究的热点。

研究较多的层状化合物按层间离子种类可分为三类:(1) 阳离子型:如天然蒙脱土、绿土和人工合成的四价金属不溶盐类,如Ti、Zr、Hf 的砷酸盐。

(2) 阴离子型:主要是水滑石类层状材料。

(3) 非离子型:云母、石墨等。

层状化合物的主要性质表现在以下几个方面:(1) 主体层状化合物已有的酸碱催化特性可通过柱撑剂加以改进;(2) 柱撑剂可改变其层间距、孔径和比表面积,充分发挥其择型功能;(3) 可将一些催化活性物种作为柱撑剂引入主体层间;(4) 插入适当柱撑剂,可使层状化合物发展成双功能或多功能催化剂;(5) 通过改性或插入适当柱撑剂,可使层状化合物具有阻燃、耐热、红外吸收、紫外阻隔及杀菌防霉等性能。

水滑石类层状化合物是一类近年来发展迅速的阴离子型粘土,自然界含量很少,是一类由带正电荷的水镁石层结构和层间填充带负电荷的阴离子所构成的层柱状化合物,具有广阔应用范围。

它具有与蒙脱土类阳离子粘土类似的层状结构,不同的是骨架为阳离子,层间为阴离子,显碱性,层间距可通过填充离子半径不同的阴离子来调变。

由于它们的主体成分一般是由两种金属的氢氧化物构成,因此又称其为层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides,简称LDHs)。

比较常见的Mg/Al 组分的LDHs,称为水滑石(Hydrotalcite,简称HT);其它组分的LDHs 也可称为类水滑石(Hydrotalcite like compound,简称HTlc);它们的层插化学产物称为柱撑水滑石(Pillared Hydrotalcite)。

水滑石、类水滑石和柱撑水滑石统称为水滑石类材料。

可以通过调变金属离子和阴离子种类、大小等,改变水滑石类层状化合物的化学和物理性质,从而制得不同性能的材料。

水滑石于1842年在瑞典首次被发现,它是一种碳酸型镁铝双氢氧化物,在自然状态下以叶状和旋转板状或纤维团状形式存在。

在发现水滑石的同时,另一种由镁铁组成的碳酸型双氢氧化物也被发现,这种物质和其它含有不同物质组成的矿物质一样与水滑石具有基本相同的结构和相似的特征。

佛罗伦萨大学的矿物学教授E.Manasse首先提出水滑石及其它同类型矿物质的化学式,他提出水滑石的精确简式Mg6A12(OH)16CO3·4H2O,并且认为碳酸根离子是必不可少的。

这种观点在那时比较流行,并且持续了很多年。

直到1941年,弗罗德的一篇题为“Constitutionand polymorphism of the Pyroarite and Sjogrenite Groups”的发表,这些矿物质的组成及它们之间的关系才真正被认清。

1970年,当第一个关于水滑石类化合物作为加氢催化剂的最佳引体的专利产生时,人们开始兴起对水滑石类化合物的研究。

1.2 基本结构典型的水滑石类化合物是水滑石,其分子式为Mg6A12(OH)16CO3·4H2O,其主体层板结构非常类似于水镁石Mg(OH)2,结构中心为Mg2+,六个顶点为OH-,由相邻的MgO6八面体共用棱形成单元层(层板厚度约0.47nm),层与层间对顶地叠在一起,层间通过氢键缔合。

位于层上的Mg2+可在一定范围内被半径相似的Al3+同晶取代,使得主体层板带永久正电荷;中层间具有可交换的阴离子CO32-,它所带的负电荷与层上正电荷平衡,使得这一结构呈电中性。

此外在层间其余空间,存在一些结晶水,这些水分子可以在不破坏层状结构的条件下去除。

LDHs中的Mg2+、A13+被其它M2+、M3+同晶取代得到结构相似的水滑石类化合物,它具有以下化学组成通式:[M2+1-x M3+x(OH)2]z+[A n-]z/n·mH2O,结构与水滑石的结构相同,只是阴离子及阳离子种类数量不同。

LDHs的结构如图1-1 所示。

图1-1 水滑石类化合物结构图水滑石类化合物分子式反映了其层状结构中所含元素的种类,表明合成各种各样化学计量不同的化合物是可能的。

(1) 一般而言,可容许进入LDHs层板中的M2+和M3+离子要与Mg2+离子具有相近的离子半径。

组成LDHs常见的二价金属离子有Mg2+、Zn2+、Ni2+、Co2+、Cu2+、Ca2+、Mn2+等;三价金属离子有A13+、Cr3+、Co3+、Fe3+、Sc3+、V3+等。

由这些M2+和M3+离子组合,可形成二元、三元甚至四元的LDHs。

M2+与M3+的半径愈接近愈容易形成稳定的层板。

(2) A n-为进入层间的阴离子,包括无机阴离子,如CO32-、NO3-、F-、Cl-、Br-、I-、CrO42-、H2PO4-、PO43-、SO42-、SO32-等;有机阴离子,如对苯二甲酸根、己二酸根等;配合物阴离子,如Fe ( CN ) 63-、Fe ( CN ) 64-、Zn ( BPS ) 34-、Ru ( BPS )33-等;同多和杂多阴离子,如Mo7O246-、V10O286-、PW11CuO396-、W9V3O407-等。

通常,阴离子的数目、体积、价态及阴离子与层板羟基的键合强度决定了阴离子层状化合物的层间距大小和层间空间。

(3) x为LDHs的结构参数,x= M3+/[M2++ M3+]。

因此x值的大小直接影响产物组成,一般要合成纯净的LDHs必须满足0.17≤x≤0.34,x值的变化可能导致不同结构化合物的生成。

(4) m为结晶水的数目。

随着比值x的增长,结晶水的数目m逐渐减少。

其值可由下列各式得到:(ⅰ) m=1-Nx/n,其中N为阴离子占据的位置数目,n为阴离子电荷数;(ⅱ) m=(1-3x)/(2+d),这里d=0.125;(ⅲ) 对MgAl-LDH,m=0.8-x。

(5) n为层间阴离子电荷。

n值应满足1/n≤A n-/M3+≤1。

1.3 基本性能1.3.1 碱性LDHs 最基本的性质是碱性,水滑石类层状化合物的层板上含有碱性位OH-,此碱性位可与其它化合物反应接枝,改变其化学或物理性质,赋予水滑石以新的性能。

不同LDHs 的碱性强弱与组成中二价金属氢氧化物的碱性强弱基本一致,但由于它一般具有很小的比表面积(约5~20m2/g),表观碱性较小,其焙烧产物CLDH表现出较强的碱性。

总体来讲,LDHs 为弱碱性化合物,在碱性环境下比酸性环境下稳定。

1.3.2 酸性LDHs的酸性与层板上金属离子的酸性和层间阴离子有关。

不同LDHs的酸性强弱与三价金属氢氧化物的酸性强弱和二价金属氢氧化物的碱性强弱有关。

层间阴离子电荷分布影响层板酸碱性的变化。

1.3.3 层间阴离子的可交换性LDHs的层间具有可交换的阴离子,其阴离子交换容量可达2000~5000mmo1/kg。

一方面可将其用作阴离子交换材料,一般,阴离子在水滑石层间的离子交换能力顺序为CO32->SO42->HPO42->F->CI->Br->NO3->I-,高价阴离子易于进入LDHs层间,低价阴离子易于被交换出来。

另一方面,通过对层间阴离子的种类和数量进行设计和组装,可以将各种阴离子如无机、有机、同多、杂多阴离子或配合物阴离子引入水滑石层间,从而调变了层间距,同时使柱撑LDHs的择形催化性能更加显著,也可以用体积较大的阴离子取代体积较小的阴离子,以期得到更多的活性中心,得到具有不同功能的新材料。

除了层间阴离子,层状材料的结晶度和层间电荷大小也是影响水滑石类材料离子交换性能的因素。

1.3.4 记忆效应在一定温度下将LDHs焙烧一定时间的样品(此时样品的状态通常是LDHs中金属离子的复合氧化物)加入到含有某种阴离子的溶液介质中,其结构可以部分恢复到具有有序层状结构的LDHs。

如果将LDHs 的焙烧产物在适当的溶液中处理,插入不同种类的阴离子,则形成不同插层结构的LDHs,达到不同的研究目的。

一般而言,焙烧温度在600℃以内,结构的恢复是可能的,以MgAl-LDH为例,温度在500℃内的焙烧产物接触到水以后其结构可以部分恢复到具有有序层状结构的LDHs;当焙烧温度在600℃以上时生成具有尖晶石结构的焙烧产物,则导致结构无法恢复。

1.3.5 粒径的可调控性LDHs的粒子大小及粒径分布可以通过改变合成方法及条件而得以控制,从而扩大其应用范围。

因为LDHs的层板厚度为纳米级,所以还可采用适宜的复合技术,使其以层板尺寸分散于有机体中,形成纳米复合材料,将无机物的刚性、尺寸稳定性与聚合物的可加工性和其它性能结合在一起,大幅度改善聚合物的物理化学性质。

1.3.6 热稳定性LDHs由于具有层状结构,层内存在强烈的共价键作用,层间存在静电引力,以及层板与层间阴离子间存在静电吸引、氢键等非共价键弱相互作用,因此具有一定的热稳定性,其热稳定性基本相近,根据组成不同略有差异。

以水滑石为例,其热分解过程包括脱结晶水、层板羟基缩水并脱除CO2和新相生成等步骤。

具体如下:(1) 焙烧温度低于200℃时,仅失去结晶水,其层状结构没有被破坏;(2) 加热到250~450℃时,层板羟基缩水并脱除CO2;(3) 在450~550℃区间,可形成比较稳定的双金属氧化物,简写为LDO,例如镁铝水滑石在此温度范围内的焙烧产物是Mg3A1O4(OH)。

LDO仍可作为一类重要的催化剂和载体,它具有比其前驱体更大的比表面积(约200~300m2/g ),其结构中碱性中心充分暴露,因此具有比LDHs更强的碱性。

CLDH在一定条件下能够重新吸收水和CO32-等阴离子而部分恢复到原来的LDHs结构这即是所谓的“记忆效应”,反应方程式如下:Mg1-x A1x(OH)2(CO3)x/2·yH2O→Mg1-x A1x O1+x/2+(x/2)CO2+(l+y)H2OMg1-x Al x O1+x/2+(x/n)A n-+(1+(x/2)+y)H2O→Mg1-x Al x(OH)2A n-x/n·yH2O+xOH-(4) 当加热温度超过600℃时,形成尖晶石相产物,例如镁铝水滑石开始形成尖晶石MgAl2O4和MgO,金属氧化物的混合物开始烧结,使表面积大大降低,孔体积减小,碱性减弱。

1.3.7 阻燃性能LDHs在受热时,其结构水和层板羟基及层间阴离子以水和CO2的形式脱出,起到降低燃烧气体浓度、阻隔O2气的阻燃作用;并且LDHs的结构水、层板羟基及层间阴离子在不同温度范围内脱离层板,从而可在较大范围内(200~800℃)释放阻燃物种;在阻燃过程中,吸热量大,有利于降低燃烧时产生的高温。

1.3.8 红外吸收性能LDHs在1370cm-1附近出现层间CO32-的强特征吸收峰,在1000~400cm-1范围有层板上M-O键及层间阴离子的特征吸收峰,并且其红外吸收范围可以通过调变组成加以改变。

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