高嶺石-銀納米復合物的制備

《高嶺石-銀納米復合物的制備》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、高嶺石-銀納米復合物的制備【摘　要】以高嶺石-二甲基亞砜作為先驅(qū)體,采用置換取代法制備高嶺石-甲醇復合物(kao-meoh),再以高嶺石/甲醇復合物為前驅(qū)體吸附硝酸銀溶液中的ag+，以高嶺石的層間作為反應器來控制銀粒子的大小,用硼氫化鈉還原出單質(zhì)銀,制備高嶺石-銀納米復合物?！娟P鍵詞】高嶺土-納米銀；插層；制備1.高嶺石的概述地球上的礦產(chǎn)，主要分為能源礦產(chǎn)、金屬礦產(chǎn)和非金屬礦產(chǎn)三種類型。高嶺土是一種重要的非金屬礦產(chǎn)，與云母、石英、碳酸鈣并稱為四大非金屬礦產(chǎn)。我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)和利用高嶺土的國家，遠在3000年前的商代所出現(xiàn)的刻紋白陶，就是以高嶺土制成。江西景德鎮(zhèn)生產(chǎn)的瓷器名揚中外，歷來有“白

2、如玉、明如鏡、薄如紙、聲如罄”的美譽。中國是高嶺土的主要出產(chǎn)國，產(chǎn)地有江西景德鎮(zhèn)、江蘇徐州、河北唐山、湖南醴陵等?，F(xiàn)在高嶺土（kaolin）一詞就是來源于景德鎮(zhèn)東郊的高嶺村產(chǎn)的一種可以制瓷的白色粘土而得名。2.銀納米材料的概述2.1性質(zhì)納米超微粒子（1～100nm），其本身具有量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應，與普通大顆粒材料相比，呈現(xiàn)出許多傳統(tǒng)材料所不具備的物理、化學性質(zhì)，近年來已成為物理、化學、材料學科研究的前沿領域。納米銀顆粒因具有表面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等，顯示出許多獨特的物理和化學性質(zhì)。納米銀粉具有很高的表面活性及催化性能，優(yōu)異的導電性、抗氧化性以

3、及低溫燒結(jié)性能等。但納米粒子也易于團聚，制備過程中常常需加分散劑等，以層狀硅酸鹽的片層為納米反應器的模板制備納米材料是當前材料研究領域的熱點之一。2.2制備方法根據(jù)制備原理的不同，銀納米材料的制備方法有物理法、化學法和生物法。目前,銀納米材料的制備方法主要有化學還原法、沉積法、電極法、蒸鍍法、機械研磨法等。2.2.1化學還原法化學還原法是制備銀納米材料的主要方法，具有設備簡單、操作方便、反應條件溫和、制得的納米銀產(chǎn)量大、純度高、顆粒的大小和形狀可控、粒徑分布相對集中等諸多優(yōu)點。此法所采用的銀鹽主要為agno3或銀氨絡合物；常用的還原劑是h2o2、甲醛、水合肼、抗壞血酸、檸檬酸、乙醇、糖、有機胺

4、、多元醇、亞鐵鹽等；常用的分散劑與保護劑有聚乙烯吡咯烷酮（pvp）、明膠、一元醇、多元醇、山梨醇、芳香醇蠟、多元芳香烴。分散劑與保護劑的作用是使被還原出的ag處于高度分散狀態(tài)，以防止其團聚結(jié)晶。2.2.2電化學法電化學法是直接用電解的方法制備納米銀，電解過程中需要加入配位穩(wěn)定劑，以防止電解生成的單質(zhì)顆粒團聚，獲取的實驗結(jié)果比較單一，分別以顆粒狀、棒狀和樹枝狀結(jié)構的銀納米材料為主。3.高嶺石夾層復合物的概述高嶺土夾層復合物屬二維納米材料,表面性質(zhì)和用途發(fā)生了很大變化,在催化劑、金屬回收、凈水劑和吸附劑等方面具有新的用途,由原先的體積填料轉(zhuǎn)向功能性填料。3.1高嶺土插層反應的機理一般認為,高嶺土的

5、插層反應是通過層間氫鍵的斷裂以及和插層分子形成新的氫鍵而實現(xiàn)的。也可以說是電子轉(zhuǎn)移機理。3.2制備插層法是最有效地制備納米級高嶺土的方法。插層法是指在不改變具有層片狀主體結(jié)構特征的前提下,客體能夠可逆的插入主體層片之間的縫隙中。某些有機小分子能夠直接破壞高嶺石層與層之間形成的氫鍵插入到高嶺土的層間,撐大了高嶺石層間距,使高嶺石層與層產(chǎn)生剝離。影響插層的因素較多,包括有機物本身的特性、含水量、溫度、壓力、ph值以及高嶺土的粒徑大小、結(jié)晶程度等。根據(jù)插層劑和高嶺土插層反應的狀態(tài)不同,高嶺土插層反應的方法分為液相插層法和固相插層法。3.2.1固相插層法固相插層法主要是利用外來的機械力來促進固體插層劑

6、與高嶺土作用而進入高嶺土層間，即將高嶺土與固體插層劑混合后研磨來完成插層反應。下述液相插層法的驅(qū)動力以濃度梯度為主,這里則是利用了外力使插層劑進入高嶺土層間。優(yōu)點是插層效果好，即使是少量的研磨也能顯著地提高高嶺土的插層率。缺點是插層時間長，而且過度的研磨會破壞高嶺土的晶體結(jié)構，降低高嶺土的有序度，增加其本身的體缺陷早期研究中,就有人將高嶺土和醋酸鉀或尿素等一起研磨,得到高嶺土夾層復合物。一般說來,人工和fisher研磨可以剝離高嶺土的層狀結(jié)構,而retsch球磨機研磨后可以得到新的夾層復合物。固相插層法可以剝離高嶺土的層狀結(jié)構,制備無定形高嶺土,但同時也會導致片層的。3.2.2液相插層法液相插

7、層法是插層劑在液態(tài)、溶液或熔融狀態(tài)下進行的插層反應。大多數(shù)插層反應都是在液相中進行的。由于插層劑自身特點和高嶺土插層反應的特殊性,并不是所有的分子都能夠直接插入高嶺土層間,大多數(shù)分子通過置換的方法嵌入高嶺土層間,具體如下:（1）直接插層：直接插層法是僅少量極性小分子、短鏈脂肪酸的一價堿金屬鹽和堿金屬的鹵化物可以直接嵌入高嶺土層間。優(yōu)點是操作簡單，反應條件容易控制，取代作用完全，插層效果好。缺點是插