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有机膨润土的制备及其结构表征

有机膨润土的制备及其结构表征
有机膨润土的制备及其结构表征

Material Sciences 材料科学, 2016, 6(6), 329-333

Published Online November 2016 in Hans. https://www.docsj.com/doc/8b12388612.html,/journal/ms https://www.docsj.com/doc/8b12388612.html,/10.12677/ms.2016.66043

文章引用: 薛永丽. 有机膨润土的制备及其结构表征[J]. 材料科学, 2016, 6(6): 329-333.

Study on the Preparation and Structure Characterization of Organobentonites

Yongli Xue

Housing and Urban-Rural Planning Construction Bureau of Wushenqi, Wushenqi Inner Mongolia

Received: Oct. 11th , 2016; accepted: Nov. 6th , 2016; published: Nov. 9th , 2016

Copyright ? 2016 by author and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

https://www.docsj.com/doc/8b12388612.html,/licenses/by/4.0/

Abstract

This paper is based on the use of artificial Na-bentonite as raw material, cetrimonium bromide (CTAB) as modifier of Na-base bentonite for organic modification. The structure and properties of the Na-bentonites and organobentonites are characterized by means of XRD, FTIR and TG. The results showed that CTAB effectively entered layered structure of bentonite, increasing the layer spacing and providing with a good hydrophobicity, which widened application fields of Na-bentonite.

Keywords

Bentonite, Organic Modification, Structural Characterization

有机膨润土的制备及其结构表征

薛永丽

乌审旗住房和城乡规划建设局,内蒙古 乌审旗

收稿日期:2016年10月11日;录用日期:2016年11月6日;发布日期:2016年11月9日

摘 要

本文利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对辽宁黑山的Na-膨润土进行有机改性,并利用XRD 、FTIR 和TG

Open Access

薛永丽

等手段对有机膨润土的结构进行表征。结果表明:CTAB有效地插层进入了膨润土的层状结构中,增大了片层间距且具有良好的疏水性,从而拓宽了膨润土的应用领域。

关键词

膨润土,有机改性,结构表征

1. 引言

近年来,作为聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的有机膨润土,其制备和研究越来越受到国内外学者的关注,已经成为新型复合材料领域的研究热点之一[1] [2]。有机膨润土的制备方法通常有干法、预凝胶法和湿法三种,然而,由于干法和预凝胶法制备有机膨润土均存在能耗高、产品均一性差、对原土的品质和纯度要求较高等缺点[3] [4],目前制备有机膨润土常采用湿法[5]。湿法是将膨润土与改性剂按一定比例在水中混合,在一定温度、pH下充分搅拌一定时间完成离子交换,达到有机化的目的。由于是在溶液态进行,膨润土与表面活性剂达到充分混合,改性剂与膨润土的层间阳离子可达到交换平衡。本文采用湿法置换工艺,使用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对辽宁黑山的Na-膨润土进行有机改性,并利用XRD、FTIR和TG等手段对有机膨润土的结构进行表征,从微观的角度来分析说明有机膨润土的改性效果和物化性能。

2. 实验部分

2.1. 实验药品及仪器设备

2.1.1. 实验药品

辽宁黑山Na-膨润土,根据现行GB/T 20973-2007《膨润土》进行性能测定,其CEC为86.4 mmol/100 g,吸蓝量为104.38 mmol/100 g,膨胀指数为11.25 ml/2 g;CTAB,分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司;5%的稀硫酸,2%的硝酸银,自制蒸馏水等。

2.1.2. 仪器设备

精度为0.01 g的电子称,SXJQ-1型数显直流无极调速搅拌器,DK-98-II型电热恒温水浴锅,SHZ-D(Ⅲ)型循环水式真空泵,烘箱,研钵等。

XRD:日本理学的D/Max-2400全自动X射线衍射仪,Cu靶(波长= 0.1541 nm),管电压40.0 kV,电流100.0 mA;FTIR:美国Nicolet 550傅里叶红外光谱分析仪,KBr压片;SEM:日本电子株式会社JSM-5600LV型扫描电镜;TG-DTA:采用瑞士Mettler-851e型热重分析仪,静态氮气保护,以10℃/min 的升温速率从室温加热到1000℃。

2.2. 有机膨润土的制备工艺参数

本文制备有机膨润土的制备工艺参数为:改性剂用量为120%、固液比为5%、pH值为5、反应时间为1.5 h、反应温度为70℃。

2.3. 有机膨润土的制备过程

将Na-膨润土溶解于水后在转速500 r/min下搅拌均匀,将过量的CTAB溶于水后,加入到膨润土悬浮液中,调节混合液pH值,在一定温度下搅拌一定时间,过滤悬浮液后用蒸馏水洗涤所得沉淀物,直至用2%AgNO3溶液检验不出溴离子为止。之后在85℃下干燥至恒重得到有机改性膨润土。

薛永丽

3. 实验结果与讨论

3.1. 有机膨润土的结构表征与分析

本文利用XRD、FTIR和TG等手段对钠基膨润土和有机膨润土的结构进行表征并分析。

3.1.1. X-射线衍射分析

膨润土是由1 nm厚的硅酸盐片层与中间吸附的可交换的钙、钠、钾等离子组成,片层之间的距离一般在0.96~2.1 nm之间变化[6]。Na-膨润土和有机膨润土的X射线衍射图谱见图1,由图可知Na-膨润土与CTAB发生离子置换反应后,其(001)晶面衍射峰的2θ值由6.982?变为3.985?,由Bragg公式可知膨润土的层间距由1.2650 nm增大为2.2156 nm,这说明了体积较大的季铵盐CTAB+分子链与层间可交换性阳离子发生离子置换反应,已插层进入到了膨润土的层间结构中。

3.1.2. 红外光谱分析

Na-膨润土和有机膨润土的红外光谱见图2。分析图2发现,经过CTAB改性后有机土的红外光谱主要发生了如下变化:在2850 cm?1及2920 cm?1处出现了2个尖锐的强吸收峰,这是属于改性剂CTAB中的CH2的不对称伸缩振动吸收峰和对称伸缩振动吸收峰;1470 cm?1处出现的吸收峰,属于CTAB分子中的CH2的弯曲振动,该峰较尖锐且峰形不对称,可看出其与有机改性前钠基膨润土中的碳酸根的1420 cm?1吸收峰发生重叠的痕迹;在732 cm?1处出现亚甲基CH2的振动吸收峰。这些都表明CTAB分子链有效进入到了膨润土的层状结构中,从这些峰的大小还可看出CTAB的进入量相当大。经过改性后,膨润土晶格中的471 cm?1处的Si-O-Fe弯曲振动峰、524 cm?1和796 cm?1处的Si-O-Mg弯曲振动峰、1040 cm?1和1100 cm?1左右的两个膨润土的Si-O-Si不对称伸缩振动吸收峰以及3620 cm?1处的膨润土典型的OH伸缩振动峰均没发生显著变化,这说明有机改性剂主要进入膨润土层间,对晶体结构不产生显著影响,膨润土的层状结构依然保持完整。膨润土经过有机改性后,其结晶水的吸收峰(1640 cm?1和3440 cm?1)无明显变化,但其层间吸附水的吸收峰(3620 cm?1)的强度显著减弱,这说明有机改性剂的进入,对膨润土的层间吸附水具有很强的疏水作用,而对晶格内的结晶水没有影响。

3.1.3. 热失重分析

Na-膨润土与有机膨润土的热失重分析曲线见图3。由图3可知,钠基膨润土的热失重分析曲线在25℃至110℃之间失重量达7.2811%,主要是脱出杂质、吸附水和层间水;从110℃至680℃温度范围内失重量达7.2767%,属于膨润土八面体晶片的脱羟基反应致使失重。有机膨润土的热失重分析曲线在25℃至110℃之间失重量很小,约为2.4%,主要是脱出吸附水与层间水。与原土相比,有机膨润土的吸附水与层间水的脱水量均显著降低,说明改性剂CTAB已经有效地进入到膨润土层间,其疏水作用使层间水减少。在25℃至470℃之间失重量达30.9980%,这主要是插入层间的有机改性剂CTAB燃烧所致,说明有相当多的改性剂分子已进入到膨润土层间。从470℃至680℃之间,失重量仅为2.5393%,说明这阶段膨润土八面体晶片的脱羟基反应基本完成;800℃以后,有机膨润土的重量基本不发生变化,这表明CTAB 的改性对膨润土的晶体结构没有产生显著影响,其层状结构保持完整。

3.2. 膨胀性能测定

根据GB/T 20973-2007《膨润土》分别测定Na-膨润土和有机膨润土的膨胀指数,试验结果见表1。

试验结果表明,Na-膨润土经过有机改性后,膨胀指数从11.25 (ml/2 g)降低至0 (ml/2 g),说明了有机改性剂CTAB有效地插层进入到了膨润土层结构中,并发挥了亲油疏水作用;进一步也说明,有机膨润土已经完全失去了吸水膨胀性,在使用中遇水时具有很好的体积稳定性。

薛永丽

Table 1. The swelling index of Na-bentonite and organobentonites

表1. Na-膨润土与有机膨润土的膨胀指数

种类Na-膨润土有机膨润土膨胀指数(ml/2g) 11.25 0

Figure 1. The X-ray diffraction pattern of Na-bentonite (a) and organobentonites (b)

图1. 钠基膨润土(a)和有机膨润土(b)的XRD图谱

Figure 2. The infra-red spectrogram of Na-bentonite (a) and organobentonites (b)

图2. Na-膨润土(a)和有机膨润土(b)的FTIR图

薛永丽

Figure 3. The TGA curves of Na-bentonite (a) and organobentonites (b)

图3. Na-膨润土(a)与有机膨润土(b)的TGA曲线

4. 结论

1) 利用XRD、FTIR和TG等手段对有机膨润土的结构性能进行测试,结果均表明体积较大的季铵盐CTAB+分子链与层间可交换性阳离子发生离子置换反应,有效地插层进入到了膨润土的层间结构中,增大了片层结构的层间距(由1.2650 nm增大为2.2156 nm)。

2) 经过CTAB有机改性后的膨润土其片层结构的亲水环境改变为疏水环境以及片层间距的增大,为进一步制备高分子聚合物/膨润土复合材料提供了理论依据和制备原材料。

参考文献(References)

[1]王鉴, 臧伟鹏, 等. 蒙脱土表面改性研究进展[J]. 硅酸盐通报,2015, 34(3): 749-755.

[2]徐文, 武小雷, 孙伟福. 聚合物/层状矿物纳米复合材料的研究进展[J]. 硅酸盐学报, 2016, 44(5): 769-779.

[3]庞艳华, 丁永生, 孙冰, 等. 十六烷基三甲基铵改性膨润土的制备与物化性能研究[J]. 辽宁师范大学学报(自然

科学版), 2008, 31(3): 322-325.

[4]宋纤纤, 管学茂, 等. Na基膨润土纳米层间有机改性研究[J]. 硅酸盐通报, 2013, 32(6): 1043-1047.

[5]方晓明, 张正国, 文磊, 邵刚. 膨润土纳米层间的有机改性及其影响因素[J]. 非金属矿, 2003, 26(3): 23-24, 31.

[6]王茜. 有机/无机复合相变储热材料的制备与性能[D]: [硕士学位论文]. 天津: 天津大学, 2008.

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有机膨润土的制备及其结构表征

Material Sciences 材料科学, 2016, 6(6), 329-333 Published Online November 2016 in Hans. https://www.docsj.com/doc/8b12388612.html,/journal/ms https://www.docsj.com/doc/8b12388612.html,/10.12677/ms.2016.66043 文章引用: 薛永丽. 有机膨润土的制备及其结构表征[J]. 材料科学, 2016, 6(6): 329-333. Study on the Preparation and Structure Characterization of Organobentonites Yongli Xue Housing and Urban-Rural Planning Construction Bureau of Wushenqi, Wushenqi Inner Mongolia Received: Oct. 11th , 2016; accepted: Nov. 6th , 2016; published: Nov. 9th , 2016 Copyright ? 2016 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.docsj.com/doc/8b12388612.html,/licenses/by/4.0/ Abstract This paper is based on the use of artificial Na-bentonite as raw material, cetrimonium bromide (CTAB) as modifier of Na-base bentonite for organic modification. The structure and properties of the Na-bentonites and organobentonites are characterized by means of XRD, FTIR and TG. The results showed that CTAB effectively entered layered structure of bentonite, increasing the layer spacing and providing with a good hydrophobicity, which widened application fields of Na-bentonite. Keywords Bentonite, Organic Modification, Structural Characterization 有机膨润土的制备及其结构表征 薛永丽 乌审旗住房和城乡规划建设局,内蒙古 乌审旗 收稿日期:2016年10月11日;录用日期:2016年11月6日;发布日期:2016年11月9日 摘 要 本文利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对辽宁黑山的Na-膨润土进行有机改性,并利用XRD 、FTIR 和TG Open Access

膨润土有机改性工艺研究

第27卷第2期2009年6月 河北建筑工程学院学报 JOU RNA L OF HEBEI INSTITU TE OF ARC HITEC TURE AND C IVIL ENGINEERIN G Vol 27No 2June 2009 收稿日期:20081219 作者简介:男,1979年,助工,张家口市,075000 膨润土有机改性工艺研究 安志军1 刘宏波2 李 丹2 赵文娟2 1 张北县华建工程有限责任公司; 2 河北建筑工程学院 摘 要 以新疆托克逊柯尔碱矿区天然钙基土为原料,从原土的结构性能入手直接利用十六烷基三甲基溴化铵作为有机包覆剂来制备有机膨润土.通过对产物的差热分析及粒度、亲疏水性能的测定,探索了有机膨润土制备的影响因素. 关键词 膨润土;有机改性;有机插层膨润土 中图分类号 TU5 0 引言 膨润土是指主要有蒙脱石组成的一种粘土岩,依据其所含蒙脱石主要交换阳离子种类的不同,膨润土可划分为钠基(碱性土)、钙基(碱土型土)、镁基、锂基及氢基膨润土(活性白土)和人工改性的有机质膨润土.我国膨润土资源丰富,且各种类型的膨润土都有,但到目前为止,全国开采利用量还是很低,而价格昂贵的高技术含量膨润土仍以进口为主.有机膨润土石膨润土高层次开发利用的一个方面,是膨润土改性的深加工产品.因为膨润土有许多优点:不溶解于有机溶剂中,但可形成触变性凝胶体;具有亲油疏水性,抗稀酸和碱性,防水和热稳定等性能,能耐150 ~175 高温,因此它能被广泛的应用于各生产和生活领域.有机膨润土的制备一般油湿法、干法和凝胶法3种.通常都是对先对钙基膨润土进行提纯和钠化改型处理后采用不同工艺制成有机膨润土.研究表明,用纯钠基膨润土制备的有机膨润土并不理想,原土中的钠和钙离子有一定的比例,即少量的钠离子被钙离子置换,才能达到最大的膨胀倍数和最快的水合速度.试验证明,钙基膨润土未经钠化处理也可以制备出较好的有机膨润土.在此研究基础上,本文利用新疆托克逊柯尔碱地区的钙基膨润土直接进行有机改性得到有机膨润土,并对制备影响因素进行了分析研究. 1 试验部分 1 1 本试验所用膨润土原料取自新疆托克逊柯尔碱矿区,其主要特点 (1)样品呈灰白色,具土状光泽,有滑腻感,松散如土,有很好的粘结性,干燥后裂成块,其化学成分分析数据如下(%): Mg O,1 45;CaO,3 12;M nO,0 076;Na 2O,1 72;K 2O,2 00;Fe 2O 3,4 94;AL 2O 3,14 64;SiO 2,53 63;烧失量,13 25. (2)将样品制浆发现柯尔碱地区膨润土在水介质中颗粒分散均匀,有很好的悬浮性,吸水量大,吸水膨胀倍数高,亦有很好的润滑性,矿将PH 值约为9. (3)样品膨胀容测定值为20ml/g ,胶质价为195m l/15g. 综合以上三方面的分析可知样品用柯尔碱地区膨润土具有良好的理化性能,尤其是其悬浮性,膨胀容,胶质价都超过一般钙基土.基于样品的优良品质,本试验就直接进行有机改性. 1 2 试验原理 蒙脱石是一种2 1型(即两层硅氧四面体夹一层八面体层)的二八面体层状结构硅酸盐,其结构层间以弱的库仑力结合,使其不仅具有很大表面积而且具备较高的阳离子交换容量和良好的吸附性能.但由于其表面结构极强的吸水性及层间离子的水解,这些特性只能在极性较强的介质如水中才能表现出来.利用有机阳离子置换蒙脱石中可交换的阳离子(如Na +等),使其覆盖于蒙脱石表面,从而堵塞水的

有机膨润土制备及结构变化探讨

【试验研究】 有机膨润土制备及结构变化探讨 何雪寒,李春生,许凤林,刘清辉 (浙江省地质矿产研究所,杭州 310007) 摘要:以钙基蒙脱石为原料,经钠化后与十八烷基三甲基氯化铵进行离子交换反应,合成蒙脱石有机络合物。考察了反应温度、反应时间、改性剂用量、改性体系pH值等因素对有机土性能的影响,并用X-射线衍射对样品的结构变化进行了表征。 关键词:有机膨润土;性能;蒙脱石;季铵盐 中图分类号:P619.255;TB332 文献标识码:A 文章编号:1007-9386(2007)03-0039-02 Study on Preparation and Structure Alteration of Organobentonite He Xuehan, Li Chunsheng, Xu Fenglin, Liu Qinghui (Zhejiang Institute of Geology & Mineral Resources, Hangzhou 310007) Abstract: Montmorillonite-organic complex has been synthesized by means of the ion exchange reaction using the octadecyl trimethylamine and treated Ca-bentonite with sodium carbonate. The effect on performance of the organobentonite for reaction temperature, reaction time, modifer dosage and pH have been studied, and character of modified organic bentonite was measured with XRD. Key words: organobentonite; perfomance; montmorillonite; quaternary ammonium salt 蒙脱石的结构特点是以层片状集合体为主, 在水等强极性溶剂中可以发生解离。但由于具有 较强的亲水性,在应用方面受到一定限制。如通 过季铵盐型表面活性剂与膨润土晶片层间可交换 阳离子之间的离子交换反应,使有机阳离子进入 膨润土晶片层间,促使片层一定程度的解离,则 成为膨胀型有机粘土,可以在有机溶剂中膨胀、 分散形成有机胶体或凝胶。有机粘土在保持了原 有的无机结构的基础上,因含有一定的弱极性碳 链而具有良好的亲油性,既可在含水的强极性体 系中应用,也可用于极性较弱的油性介质中。这 类分散体由于具有良好的触变性、增稠性、悬浮 性和溶胶稳定性,从而被广泛用作油漆、油墨、 涂料的防沉剂、流变剂、石油钻井泥浆增稠剂、 日用化工产品的稳定剂[1]等。通过对钙基蒙脱石进 行有机改性,并对改性条件进行优化,用X-射线 衍射对样品改性前后的结构变化进行了考察,获 得了具有较好分散性的产品。 1 实验部分 1.1 实验原料 膨润土矿样:辽宁某膨润土矿提纯土,伴生杂 质矿物为石英、方解石及有机质。蒙脱石形态呈团 块状,以层片状集合体为主。其主要化学成分(%): SiO 264.24;Al 2 O 3 18.01;Fe 2 O 3 2.41;TiO 2 0.35; K2O0.39;Na 2 O0.37;CaO3.85;MgO5.61。物理性 能:交换容量(CEC)1.021mmol/g;吸蓝量: 1.43mmol/g(按经验公式系数1.50,折算蒙脱石含量 为95.3%);胶质价5.67mL/g;膨胀容13.5mL/g; pH值8.40。 改性剂:十八烷基三甲基氯化铵(1831),浙江 安吉丰虹公司生产,工业品,配制成0.45mol/L; Na 2 CO 3 ,配制成1mol/L。H 2 SO 4 配制成1mol/L。 1.2 样品制备 实验设计:影响改性过程的因素,主要有季铵盐 加入量、反应温度、反应时间、反应介质pH值,以 粘度作为主要评价指标,评定各因素的影响及进行改 性条件优化。并利用XRD判断改性前后的结构变化。 实验方法:将一定固液比(20∶350)的蒙脱石试 验样,经高速搅拌,分散均匀后,加入1mol/L Na 2 CO 3 水溶液进行钠化后,调节体系pH值,加入 1831溶液进行离子交换反应。反应结束后,经过洗 涤、离心分离,在80℃干燥,研磨,得到成品。 1.3 性能测试及样品表征 1.3.1 粘度 按照HG/T2248-91[2]方法,旋转粘度计采用 NDJ-79型。 1.3.2 XRD分析 采用日本理学Rigaku D/MAX-rA衍射仪,管 电压45kV,管电流80mA,Cu靶:石墨单色器滤 波,扫描速率5°/min。

材料表征方法思考题答案

第一章XRD 1.X射线的定义、性质、连续X射线和特征X射线的产生、特点。 答:X射线定义:高速运动的粒子与某种物质相撞击后猝然减速,且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。性质:看不见;能使气体电离,使照相底片感光,具有很强的穿透能力,还能使物质发出荧光;在磁场和电场中都不发生偏转;当穿过物体时只有部分被散射;能杀伤生物细胞。 连续X射线产生:经典物理学解释——由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不相同,因而得到的电磁波将具有连续的各种波长,形成连续X射线谱。量子力学解释——大量的电子在到达靶面的时间、条件均不同,而且还有多次碰撞,因而产生不同能量不同强度的光子序列,即形成连续谱。特点:强度随波长连续变化 特征X射线产生:当管电压达到或高于某一临界值时,阴极发出的电子在电场的加速下,可以将物质原子深层的电子击到能量较高的外部壳层或击出原子外,使原子电离。此时的原子处于激发态。处于激发态的原子有自发回到激发态的倾向,此时外层电子将填充内层空位,相应伴随着原子能量降低。原子从高能态变为低能态时,多出的能量以X射线的形式释放出来。因物质一定,原子结构一定,两特定能级间的能级差一定,故辐射出波长一定的特征X射线。特点:仅在特定的波长处有特别强的强度峰。 2.X射线与物质的相互作用 答:X射线与物质的相互作用,如图所示 一束X射线通过物体后,其强度因散射和吸收而被衰减,并且吸收是造成强度衰减的主要原因。 散射分为两部分,即相干散射和不相干散射。当X射线照射到物质的某个晶面时可以产生反射线,当反射线与X射线的频率、位相一致时,在相同反射方向上的各个反射波相互干涉,产生相干散射;当X射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后,产生波长比入射X射线波长长的X射线,且波长随着散射方向的不同而改变,这种现象称为不相干散射。其中相干散射是X射线在晶体中产生衍射现象的基础。 物质对X射线的吸收是指X射线通过物质时,光子的能量变成了其它形式的能量,即产生了光电子、俄歇电子和荧光X射线。当X射线入射到物质的内层时,使内层的电子受激发而离开物质的壳层,则该电子就是光电子,与此同时产生内层空位。此时,外层电子将填充到内层空位,相应伴随着原子能量降低,放出的能量就是荧光X射线。当放出的荧光X射线回到外层时,将使外层电子受激发,从而产生俄歇电子而出去。产生光电子和荧光X射线的过程称为光电子效应,产生俄歇电子的过程称为俄歇效应。示意图见下:

有机膨润土的制备及结构表征

2008年第3期 中国非金属矿工业导刊 总第68期【试验研究】 有机膨润土的制备及结构表征 叶力佳,刘建远 (北京矿冶研究总院,北京 100044) 摘要:以内蒙古赤峰钙基膨润土为原料,研究了将提纯—钠化—有机插层改性结合在一起的制备有机膨润土的联合处理工艺。通过L 9 (34)正交试验确定了影响膨润土有机化的主要因素,确定了最佳工艺条件,并通过X-射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜等分析手段对有机膨润土的微观结构进行了表征。 关键词:膨润土;提纯;钠化;有机膨润土;正交试验;表征 中图分类号:P619.255;TD975.5 文献标识码:A 文章编号:1007-9386(2008)03-0031-03 Study on Preparation and Structure Characterization of Organobentonite Ye Lijia, Liu Jianyuan (Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing 100044,China) Abstract: The organobentonite was prepared through purification, Na-activation and organic modification of Ca-bentonite from Chifen, Inner-Mongolia. The optimal technological conditions of the organic modification were found by orthogonal test design of L 9 (34). The microstructures of organobentonite were characterized by XRD, FT-IR and SEM. Key words: bentonite; purification; Na-activation; organobentonite; orthogonal test design; structure characterization 1 引言 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的铝硅酸盐,其结构是由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体构成的2∶1型晶体结构。由于八面体中部分Al3+被Mg2+置换,四面体中部分Si4+被Al3+置换,故膨润土层状结构间带有永久性负电荷,含有Ca2+、Mg2+、Na+、K+等可交换阳离子,可通过与其他阳离子的交换反应生成各种改性产物[1]。 有机膨润土的主要特性是在有机介质中表现出溶胀性、高分散性和触变性,广泛应用于涂料、石油钻井、油墨、灭火剂、高温润滑剂等领域,高纯度的有机膨润土还应用在聚合物/纳米复合材料中。膨润土有机插层改性是通过离子交换来完成的,以有机阳离子(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层间表面,改变其表面性能,从而使膨润土由亲水疏油改变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,经过有机化以后,膨润土的层间距由1nm左右增至几纳米、十几纳米或更大[2]。本文以内蒙某地钙基膨润土原料,经提纯、钠化制得高纯钠基膨润土,再以十六烷基三甲基溴化胺为插层改性剂,通过正交试验对改性条件进行优化,并对制备的有机膨润土的结构变化进行了表征。2 试验部分 2.1 仪器与试剂 主要仪器:仪表恒温水浴锅、SXJR-1型数显值流无极调速搅拌器、AR2130电子天平(精度0.001g)、HI98128型酸度计、恒温烘箱、LD4-2A离心机、PERKIN-ELMER683红外光谱仪、日本理学Rigaku D/MAX-RA衍射仪,管电压45kV,管电流80mA,Cu靶:石墨单色滤波,扫描速度5°/min、德国LEO1430VP型扫描电镜。 主要试剂:十六烷基三甲基溴化胺、无水碳酸钠、六偏磷酸钠,盐酸、氢氧化钠等,以上试剂均为分析纯。 2.2 有机膨润土制备试验步骤 膨润土原矿取自内蒙古赤峰的钙基膨润土。2.2.1 膨润土的提纯 取一定量的膨润土原矿(-0.074mm)置于烧杯中加入一定量的水,配成一定浓度的泥浆强力搅拌0.5h,再静置10min倾出悬浮液,弃去粗渣;在倾出的悬浮液中加入分散剂充分搅拌1.5h,静置24h,倾出上层悬浮液,离心过滤,烘干得膨润精土。2.2.2 膨润土的钠化改性 取钙基精土称重并置于钠化槽中,加去离子水配成一定浓度的浆液,搅拌下加入相当于钙基精土质量15%的碳酸钠晶体,在75℃下钠化1~2h,再离心, iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii

腐植酸有机改性膨润土及其应用研究

目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 引言 (1) 1膨润土和腐植酸的结构及性能 (2) 1.1膨润土的结构 (2) 1.2腐植酸的结构 (2) 2膨润土的吸附原理 (2) 2.1物理吸附 (2) 2.2化学吸附 (3) 2.3离子交换吸附 (3) 3有机改性膨润土 (3) 3.1有机改性膨土的性能 (3) 3.2腐植酸改性膨润土 (4) 4 改性膨润土的应用 (4) 4.1环保材料 (4) 4.2催化剂及载体 (4) 4.3石油钻井、铸造和冶金材料 (5) 4.5农业、畜牧业材料 (5) 4.6其他用途 (5) 5 结语 (6) 参考文献 (6)

腐植酸有机改性膨润土及其应用研究 摘要:本文主要介绍了膨润土、腐植酸的结构,讨论了膨润土物理吸附、化学吸附、离子交换吸附的原理。通过有机改性膨润土的特点,制备腐植酸改性膨润土,进而研究改性膨润土的应用。 关键词:腐植酸;膨润土;改性膨润土;应用 Abstract:This article mainly describes the structure of bentonite, humic acid, discusses the modified principle of bentonite ,such as: physical adsorption,chemical adsorption, ion-exchange adsorption. Through the characteristics of organic modified bentonite, we make of humic acid modified bentonite and study on the application of modified bentonite. Keywords:humic acid ;bentonite; modified bentonite;application 引言 膨润土是一种片层结构的硅酸盐,主要成分是蒙脱石,其层间的阳离子易被交换,具有很大的离子交换容量。根据蒙脱石层间可交换阳离子种类、含量将膨润土划分为钠基膨润土、钙基膨润土、镁基膨润土和铝(氢)基膨润土,膨润土具有膨胀性、吸附性、阳离子交换性、悬浮性和分散性等优异性能[1]。我国膨润土资源十分丰富,预测资源量在80亿吨以上,居世界首位,占世界总量的60%,但由于钙基者多,蒙脱石含量偏低,而采选加工方法较简单,产品质量受到影响,对外贸易中处于低出高进局面,导致其应用范围受到限制[2]。 腐植酸是自然界植物残体经腐烂分解后的产物,是一种大分子有机弱酸混合物,广泛存在于土壤有机质、泥炭、褐煤、风化煤以及湖泊和海洋沉积物中,它在水中呈高分子电解质和弱酸的特性,可吸附水中可溶性有机物、重金属离子等,对水环境中金属离子的络合、有机化合物的迁移与转化、水处理中消毒副产物的形成、氧化还原作用等都有重要影响。 近年来,有关膨润土、腐植酸吸附重金属离子的研究已有报道,膨润土可与土壤中的腐植酸等有机物相互作用,形成有机-无机复合体,从而改变其原先吸附重金属的性能[3]。加强和加快这种腐植酸-膨润土复合体资源的开发应用,具有

材料结构表征及应用课程教学大纲

《材料结构表征及应用》课程教学大纲 一、《材料结构表征及应用》课程说明 (一)课程代码:08131016 (二)课程英文名称:Characterization and Application of Material structure (三)开课对象:物理系材料物理专业 (四)课程性质: 本课程是材料物理专业的一门专业必修课。 (五)教学目的 全面理解材料的结构与性能之间的关系,掌握材料结构表征的基本方法,从材料的成分分析、结构测定和形貌观察等方面出发探寻结构与性能之间的内在关系,从而实现材料设计的功能。 (六)教学内容: 介绍一些目前比较流行的基本的材料研究方法,从材料的成分分析、结构测定和形貌观察等方面出发探寻结构与性能之间的内在关系。 (七)学时数、学分数及学时数具体分配 学时数:72 学分数:4 (八)教学方式: 课堂教学 (九)考核方式和成绩记载说明: 考核方式为考试。严格考核学生出勤情况,达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格,综合成绩根据出勤情况、平时成绩和期末成绩评定,出勤情况占20%,平时成绩占20%,期末成绩占60%。 二、讲授大纲与各章的基本要求 第一章绪论 教学要点: 通过本章的教学使学生初步了解表征材料结构的几种方法及其基本特点,概略的介绍本书将要介绍的内容。

1.了解材料的内在结构决定了材料的外在性能。 2.了解材料表征的基本方法 教学时数:2 教学内容: 第一节材料结构与材料性能的关系 第二节材料结构表征的基本方法 一、化学成分分析 二、结构测定 三、形貌观察 考核要求: 1.材料的结构决定材料的性能(领会) 2.材料结构表征的基本方法(识记) 第二章红外光谱及激光拉曼光谱 教学要点: 了解红外光谱的基本原理,掌握红外光谱实验的制样技术和结果分析方法,了解红外光谱实验的应用范围和前景,了解激光拉曼光谱的基本概念、实验原理和应用范围。 教学时数:16 教学内容: 第一节:红外光谱的基本原理 一、双原子分子的振动——谐报子和非谐振 二、多原子分子的简正振动 三、红外光谱的吸收和强度 第二节:红外光谱与分子结构 一、基团振动与红外光谱区域的关系 二、影响基团频率的因素 第三节:红外光谱图的解析方法 一、谱带的三个重要特征 二、解析技术 三、影响谱图质量的因素 第四节:红外光谱仪及制样技术 一、红外光谱仪的进展 二、傅里叶变换红外光谱仪原理 三、傅里叶变换红外光谱法的主要优点 四、红外光谱的表示方法 五、样品的制备技术 第五节:红外光谱在材料研究领域中的应用 一、高分子材料的研究 二、材料表面的研究 三、无机材料的研究 四、有机金属化合物的研究 第六节:红外光谱新技术及其应用 一、时间分辨光谱 二、红外光热光声光谱技术

最新材料结构表征重点知识总结

第一章,绪论 材料研究的四大要素:材料的固有性质,材料的结构,材料的使用使用性能。 材料的固有性质大都取决于物质的电子结构,原子结构和化学键结构。 材料表征的三大任务及主要测试技术:1、化学成分分析:质谱,色谱,红外光谱,核磁共振;2、材料结构的测定,X射线衍射,电子衍射,中子衍射;3、形貌观察:光学显微镜,电子显微镜,投射显微镜。 第二章,红外光谱及激光拉曼光谱 2.1红外光谱的基本原理 红外光谱的定义:当一束具有连续性波长的红外光照射物质时,该物质的分子就有吸收一定的波长红外光的光能,并将其转变为分子的振动能和装动能,从而引起分子振动—转动能级的跃迁,通过仪器记录下来不同波长的透射率的变化曲线,就是该物质的红外吸收光谱。中红外去波数范围(4000—400cm-1) 简正振动自由度(3n-6或3n-5)及其特点:3n-6是分子振动自由度3n-5是直线分子的振 动自由度 特点:分子质点在振动过程中保持不变,所有的原子都在同一瞬间通过各自的平衡位置。每 个简谐振动代表一种振动方式,有它自己的特 征频率 简正振动的类型:1、伸缩振动2、弯曲振动 分子吸收红外辐射必须满足的条件:主要振动过程中偶极矩的变化、振动能级跃迁几率 2.2红外光谱与分子结构 红外光谱分区:官能团去(4000-1330cm-1)指纹区(1330-400cm-1) 基团特征频率定义:具有相同化学键或官能团的一系列化合物有共同的吸收频率,这种频率就叫基团特征频率 影响因素,内部因素:诱导效应,共振效应,键应力的影响,氢键的影响,偶合效应,费米共振;外部因素:物态的变化的影响,折射率和粒度的影响,溶剂的影响 诱导效应:在具有一定极性的共价键中,随着取代基的电负性不同而产生不同程度的静电诱导作用,引起分子中电荷分布的变化,从而改变了键的常熟,使振动的频率发生改变,这就是诱导效应。 2.3红外光谱图的解析方法 普带的三个特征:1位置:基因存在的最有用的特征;2形状:有关基因存在的一些信息;3相对强度:把红外光谱中一条普带的强度和另一条谱带相比,可以得出一个定量的概念 影响谱图质量的因素:1仪器参数的影响;2环境的影响:空气湿度,样品污染等;3厚度的影响(要求10——50um) 2.7激光拉曼光谱 基本概念: 拉曼散射:人射光照射在样品上,人射光子与样品之间发生碰撞有能量交换称为拉曼散射斯托克斯线:拉曼散射中,散射光能量减少,在垂直方向测量到散射光中,可以检测到频率为()的线,称为斯托克斯线。 反斯托克斯线:相反,若样子分子获得能量,在大于人射光频率出收到散射光线 拉曼位移:斯托克斯线或反斯托克斯线与人射光频率之差称了拉曼位移

材料结构与表征复习整理(周玉第三版)

材料结构与表征 2017-2018复习整理 2018-1-4 暨南大学 ——D.S

2017-2018材料结构与表征重点整理 目录 绪论 (1) 第一章 X射线物理学基础 (2) 第二章 X射线衍射方向 (3) 第三章 X射线衍射强度 (3) 第四章多晶体分析方法 (4) 第五章物相分析及点阵参数精确测定 (5) 第六章(不考) (5) 第七章(不考) (5) 第八章电子光学基础 (5) 第九章透射电子显微镜 (6) 第十章电子衍射 (7) 第十一章晶体薄膜衍衬成像分析 (7) 第十二章(不考) (8) 第十三章扫描电子显微镜 (8) 第十四章(不考) (8) 第十五章电子探针显微镜分析 (8) 第十六章 (9) 参考文献 (10)

2017-2018材料结构与表征重点整理 绪论 1.组织结构与性能 本书主要介绍X射线衍射和电子显微镜分析材料的微观结构。 材料的组织结构与性能:a.结构决定性能;b.通过一定方法控制其显微组织形成条件。 加工齿轮实例: a.预先将钢材进行退火处理,使其硬度降低,以满足容易铣等加工工艺性能要求; b.加工好后再进行渗碳处理,使其强度、硬度提高,以满足耐磨损等使用性能的要求。 2. 显微组织结构分析表征: a.表面形貌观察(形态、大小、分布和界面状态等——光学显微镜、电子显微镜、原子力显微镜等; b.晶体结构分析(物相,晶体缺陷,组织结构等)——X射线衍射、电子衍射、热谱分析; c.化学成分分析(元素与含量、化学价态、分子量、分子式等)——光谱分析,能谱分析等。 3.传统测试方式 a.光学显微镜——分辨率200nm——只能观察表面形态而不能观察材料内部的组织结构,更不能进行对所观察的显微组织进行同位微区分析; b.化学分析——能给出试样的平均成分,不能给出元素分布,和光谱分析相同。 4.X射线衍射与电子显微镜 1.XRD——分辨率mm级——是利用X射线在晶体中的衍射现象来分析材料的晶体结构、晶格参数、晶体缺陷(位错等)、不同结构相的含量及内应力的方法,可以计算样品晶体晶体结构与晶格参数。 2.电子显微镜 透射电子显微镜——分辨率0.1nm——通过透过样品的电子束成像,可以观察微观组织形态并对观察区域进行晶体结构鉴定; 扫描电子显微镜——分辨率1nm——利用电子束在样品表面扫描激发出的代表样品表面特征的信号成像,观察表面形貌(断口)和成分分布; 电子探针显微分析——利用聚焦很细的电子束打在样品微观区域,激发出特征X射线,可以确定样品微观区域的化学成分,可与扫描电镜同时使用进行化学成分同位分析。

最新有机化合物的结构表征方法关系与区别教程文件

一、 在研究有机化合物的过程中,往往要对未知物的结构加以测定,或要对所合成的目的物进行验证结构。其经典的方法有降解法和综合法。降解法是在确定未知物的分子式以后,将待测物降解为分子较小的有机物,这些较小的有机物的结构式都是已知的。根据较小有机物的结构及其他有关知识可以判断被测物的结构式。综合法是将已知结构的小分子有机物,通过合成途径预计某待测的有机物,将合成的有机物和被研究的有机物进行比较,可以确定其结构。经典的化学方法是研究有机物结构的基础,今天在有机物研究中,仍占重要地位。但是经典的研究方法花费时间长,消耗样品多,操作手续繁。特别是一些复杂的天然有机物结构的研究,要花费几十年甚至几代人的精力。 近代发展起来的测定有机物结构的物理方法,可以在比较短的时间内,用很少量的样品,经过简单的操作就可以获得满意的结果。近代物理方法有多种,有机化学中应用最广泛的波谱方法是紫外和可见光谱,红外光谱,以及核磁共振谱(氢谱、碳谱),一般简称“四谱”。 二、经典化学方法 1、特点:以化学反应为手段一种分析方法 2、分析步骤 (1)测定元素组成:将样品进行燃烧,观察燃烧时火焰颜色、有无黑烟、残余,再通过化学反应,检测C、H、O等元素含量,得到化学式 (2)测定分子摩尔质量:熔点降低法、沸点升高法 (3)溶解度实验:通过将样品加入不同试剂,观察溶解与否,来进行结构猜测 (4)官能团实验:通过与不同特殊试剂反应,判断对应的官能团结构(例:D-A反应形成具有固定熔点的晶体——存在共轭双烯) (5)反应生成衍生物,并与已知结构的衍生物进行比较。

三、现代检测技术 (一)紫外光谱(Ultraviolet Spectra,UV)(电子光谱) 1、基本概念 (1)定义:紫外光谱法是研究物质分子对紫外的吸收情况来进行定性、定量和结构分析的一种方法。 (2)特点:UV主要产生于分子价电子在电子能级间的跃迁,并伴随着振动转动能级跃迁,是研究物质电子光谱的定量和定性的分析方法。属于电子光谱(分子光谱),为连续带状。 (3)光吸收定律:朗伯—比尔定律 当用一波长为λ强度为I0的光通过宽度为b(cm)的透明溶液时,其透过光的强度为I,则物质的吸光度A与溶液中物质的浓度c成正比。 A=-㏒T=㏒I0/I=εbc 上式为紫外—可见吸收光谱的定量依据。 2、有机化合物电子跃迁类型 紫外-可见吸收光谱是由分子中价电子在电子能级间跃迁而产生的。按分子轨道理论,在有机化合物分子中,存在下列几种不同性质的价电子: ①形成单键的电子:σ键电子 ②形成双键的电子:π键电子 ③O、S、N、X等含有未成键的孤对电子:n电子或p电子。 常温下这些价电子都在成键轨道上,当分子吸收一定能量后,上述价电子将跃迁到较高能级,此时电子占据的轨道称反键轨道。而这种特定的跃迁是同分子内部结构有密切关系。因此,有机化合物的电子跃迁类型主要有下列几种: 1. σ→σ* 2. n→σ* 3. π→π* 4. n→π*

有机膨润土

立志当早,存高远 有机膨润土 有机膨润土是采用优质钠基膨润土,经提纯、变型和有机活化精制而成。在有机溶剂中具有良好的胶体分散性、增稠性、粘结性、触变性和悬浮稳定性。可适用油漆、油墨、高温润滑脂、化妆品等做增稠剂及适用于石油钻井液配制以及精密铸造涂料、密封腻子、玻璃纤维加工等。由于有机膨润土用途较大,在建或拟建装置的企业也很多。如在建的有宁城天宇化工公司(2000 吨/ 年),拟建装置的企业和招商引资的政府有自贡市志高经贸有限公司(有机膨 润土1000 吨)、湖南省临澧县(年产1 万吨特种有机膨润土)、河北省张家口市(建设规模为年产1万吨,总投资378万美元)、吉林九台(1000 吨/ 年)、隆化县(2000 吨/年)、兴和县(2000 吨/年)等。美国艾里蒙特公司到唐山海港开发区考察,拟与唐山威格化工有限公司在海港开发区合资建设有机膨润土项目,项目计划总投资600 万美元,其产品将全部出口美欧市场。英国Laporte 公司(世界有机膨润上第二生产商)拟在中国建年产6000 吨纳米级(易分散)有机膨润土生产线的意向书,其中3000 吨返销国外。 2.我国有机膨润土应用状况有机膨润土主要用于油漆油墨、石油钻井、聚合物活性填充剂、污水处理等领域。我国有机膨润土用量较大,每年还要进口,如美国维乐斯有机膨润土。油漆油墨:有机膨润土是有机液体的有效胶凝剂。在液态有机系统中加入相当少量的有机膨润土,将大大影响其流变性,粘度增大,流动性改变,系统成为触变的;此外,固体可在液体中悬浮,可控制其向多孔基底的渗透。有机膨润土用于油漆、印刷油墨、润滑油、化妆品及其他许多工业部门,以控制粘度和流动性,使生产更容易、储存稳定性及使用性能更好。在油漆方面,用于环氧树脂、酚酞树脂、沥青等合成树脂及Fe、Pb、Zn 等系列颜料油漆中,可作防沉助剂,具有防止颜料沉底结块、耐腐蚀、加厚涂层

材料结构表征及应用知识点总结

第一章绪论 材料研究的四大要素:材料的固有性质、材料的结构、材料的使用性能、材料的合成与加工。 材料的固有性质大都取决于物质的电子结构、原子结构和化学键结构。 材料结构表征的三大任务及主要测试技术: 1、化学成分分析:除了传统的化学分析技术外,还包括质谱(MC)、紫外(UV)、可见光、红外(IR)光谱分析、气、液相色谱、核磁共振、电子自旋共振、二次离子色谱、X射线荧光光谱、俄歇与X射线光电子谱、电子探针等。如质谱已经是鉴定未知有机化合物的基本手段;IR在高分子材料的表征上有着特殊重要地位;X射线光电子能谱(XPS)是用单色的X射线轰击样品导致电子的逸出,通过测定逸出的光电子可以无标样直接确定元素及元素含量。 2、结构测定:主要以衍射方法为主。衍射方法主要有X射线衍射、电子衍射、中子衍射、穆斯堡谱等,应用最多最普遍的是X射线衍射。在材料结构测定方法中,值得一提的是热分析技术。 3、形貌观察:光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜。 第二章X射线衍射分析 1、X射线的本质是电磁辐射,具有波粒二像性。 X射线的波长范围:0.01~100 ? 或者10-8-10-12 m 1 ?=10-10m (1)波动性(在晶体作衍射光栅观察到的X射线的衍射现象,即证明了X射线的波动性); (2)粒子性(特征表现为以光子(光量子)形式辐射和吸收时具有的一定的质量、能量和动量)。 2、X射线的特征: ①X射线对物质有很强的穿透能力,可用于无损检测等。 ②X射线的波长正好与物质微观结构中的原子、离子间的距离相当,使它能被晶体衍射。晶体衍射波的方向与强度与晶体结构有关,这是X射线衍射分析的基础。 ③X射线光子的能量与原子内层电子的激发能量相当,这使物质的X射线发射谱与吸收谱在物质的成分分析中有重要的应用。 一、X射线的产生 1.产生原理 高速运动的电子与物体碰撞时,发生能量转换,电子的运动受阻失去动能,其中一小部分(1%左右)能量转变为X射线,而绝大部分(99%左右)能量转变成热能使物体温度升高。 2.产生条件 (1)产生自由电子;(2)使电子作定向的高速运动;(3)在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突然减速或停止。 3.X射线管的结构 封闭式X射线管实质上就是一个大的真空二极管。基本组成包括: ①阴极:阴极是发射电子的地方。 ②阳极:亦称靶,是使电子突然减速和发射X射线的地方。 ③窗口:窗口是X射线从阳极靶向外射出的地方。 ④焦点:焦点是指阳极靶面被电子束轰击的地方,正是从这块面积上发射出X射线。 二、X射线谱 由X射线管发射出来的X射线可以分为两种类型:(1)连续X射线;(2)标识X射线。 1、连续X射线 具有连续波长的X射线,构成连续X射线谱,它和可见光相似,亦称多色X射线。 (1)产生机理

东华大学材料结构表征及其应用作业答案

“材料研究方法与测试技术”课程练习题 第二章红外光谱法 1.为什么说红外光谱是分子振动光谱?分子吸收红外光的条件是什 么?双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与哪些因素有关? 答案:这是由于红外光谱是由样品分子振动吸收特定频率红外光发生能级跃迁而形成的。分子吸收红外光的条件是:(1)分子或分子中基团振动引起分子偶极矩发生变化;(2)红外光的频率与分子或分子中基团的振动频率相等或成整数倍关系。双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与双原子的折合质量(或质量)和双原子之间化学键的力常数(或键的强度;或键的离解能)有关。 2.用诱导效应、共轭效应和键应力解释以下酯类有机化合物的酯羰 基吸收峰所处位置的范围与饱和脂肪酸酯的酯羰基吸收峰所处位置范围(1735~1750cm-1)之间存在的差异。 芳香酸酯:1715~1730cm-1 α酮酯:1740~1755cm-1 丁内酯:~1820cm-1 答案:芳香酸酯:苯环与酯羰基的共轭效应使其吸收峰波数降低;α酮酯:酯羰基与其相连的酮羰基之间既存在共轭效应,也存在吸电子的诱导效应,由于诱导效应更强一些,导致酯羰基吸收峰的波数上升;丁内酯:四元环的环张力使酯羰基吸收峰的波数增大。

3.从以下FTIR谱图中的主要吸收峰分析被测样品的化学结构中可能 存在哪些基团?分别对应哪些吸收峰? 答案:3486cm-1吸收峰:羟基(-OH);3335cm-1吸收峰:胺基(-NH2或-NH-);2971cm-1吸收峰和2870cm-1吸收峰:甲基(-C H3)或亚甲基(-CH2-);2115cm-1吸收峰:炔基或累积双键基团(-N=C=N-);1728cm-1吸收峰:羰基;1604cm-1吸收峰、1526cm-1吸收峰和1458cm-1吸收峰:苯环;1108cm-1吸收峰和1148cm-1吸收峰:醚基(C-O-C)。1232cm-1吸收峰和1247cm-1吸收峰:C-N。 第三章拉曼光谱法 1. 影响拉曼谱峰位置(拉曼位移)和强度的因素有哪些?如果分子的同一种振动既有红外活性又有拉曼活性,为什么该振动产生的红外光谱吸收峰的波数和它产生的拉曼光谱峰的拉曼位移相等?

有机膨润土的应用

有机膨润土的应用 膨润土又名斑脱土,是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物质。由于蒙脱土为典型的层状硅酸盐矿物,且其层状片晶之间空隙较大,因此其层间会吸附一定量的水分子及可交换性阳离子。而有机膨润土即是利用其中可交换性阳离子进行有机化改性后,使其可分散于有机溶剂 中。 有机化后的膨润土在有机溶剂/树脂中由于其片晶间的氢键作用,而形成不稳定的网状结构,为有机体系提供一定的触变性。即:当有外加剪切力存在时,此网状结构被破坏,而使体系的粘度下降。 待剪切力消失后,体系的粘度恢复。 1有机膨润土的类别 在改性有机膨润土的过程中,由于针对不同的体系及不同的需求,可以采用不同的有机胺盐进行改性,使其可以适用于不同极性的溶剂及不同分散性能需求的体系。如:海名斯的BENTONE及BENGEL系列产品即可根据不同的溶剂极性提供多种产品供客户使 用。 2有机膨润土的应用

由于有机膨润土具有良好的触变性能,因此其可广泛的应用于多种领域中,如:油漆、油墨、润滑油、化妆品、防水材料等。 在涂料应用领域中,不同的涂料体系由于需要面对不同的应用领域,因此在膨润土的选择方面也会有不同的要求。 2.1由于船舶涂料出于重防腐的需求,一般会添加大量高比重的颜填料以达到优秀的防腐效果。在此方面的应用中,膨润土的选择更应注意防沉与增稠性能的平衡。因此应注意选择具有低增稠高防沉性能的膨润土并搭配部分聚乙烯蜡,以提高船舶涂料的品质。同时由于船舶涂料在施工中对于高漆膜厚度的需求,此时可考虑在涂料配方中添加部分聚酰胺蜡以提高涂料的抗流挂效果。 2.2木器涂料 透明木器涂料中尤其是底漆由于添加了较大量的填料,因而对膨润土有较高的防沉、透明性要求。在此应用领域中,一般的标准型膨润土由于具有优秀的增稠性能,且对漆膜的透明性影响较小,使用成本相对较低,因而在市场中更为受到涂料生产厂家的认可。 而木器色漆由于某些颜料本身具有一定的防沉性能,因而在使用过程中,除对膨润土的防沉性能有一定的需求外,更为强调其分散、流平等效果。此时具有更好分散、流平性能的易分散型有机膨润土势 必成为更佳的选择。船舶涂料

智慧树知到工程材料表征技术章节测试答案

智慧树知到《工程材料表征技术》章节测试答案第一章 1、荷叶表面具有疏水性能原因是__ 荷叶表面极为光滑 荷叶表面的纳米结构 荷叶表面分泌油脂 荷叶表面很干净 答案: 荷叶表面的纳米结构 2、材料科学中的结构可包含以下哪些对象__ 相 组织 缺陷 单体 E:大分子链 答案: 相,组织,缺陷,单体,大分子链 3、X射线晶体衍射技术将人们对材料结构的认识推进到了___尺度 微米级 厘米级 原子 晶体 答案: 原子 4、人的肉眼为什么无法看到红外线?

人眼仅能观察到与周边(背景)颜色有足够差别的物体 人眼的分辨率只有0.1 mm 人眼接收光线的频率范围有限制 人眼的视网膜无法感知强度太弱的光线 答案: 人眼接收光线的频率范围有限制 5、材料科学中的结构与性能的关系式__ 结构决定性能 性能决定结构 性能改变结构 结构与性能相互协调 答案: 结构决定性能 6、你希望在学习完本课程之后,具备哪些方面的知识与初步能力。材料结构表征能力 结构反求能力 材料选择能力 材料表征的常用方法 答案: 材料结构表征能力 ,结构反求能力,材料选择能力,材料表征的常用方法 7、在伦琴之前已经有不少人观察到X射线使得底片感光的类似现象。对 错

答案: 对 8、金相显微镜的使用,建立了钢铁性能与显微组织的联系,使得钢铁质量稳定有章可循,同时也开辟了金相学这一学科。 对 错 答案: 对 9、人类历史上曾先后出现过对人类文明起到革命性推动作用的新光源是哪些? 电光源 X射线光源 激光光源 同步辐射光源 答案: 电光源,X射线光源,激光光源,同步辐射光源 10、同步辐射光源是指产生同步辐射的物理装置,它是利用相对论性电子(或正电子)在磁场中偏转时产生同步辐射的高性能新型强光源。 对 错 答案: 对 11、以下关于航空发动机地位正确的描述是_。 航空发动机,是大国重器,是一个国家国力的象征 航空发动机是飞机的心脏 航空发动机被誉为现代工业“皇冠上的明珠” 现代喷气式发动机,主要包括涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机等 E:喷气发动机的主要结构部件有进气道、压气机、燃烧室、涡轮以及尾喷管等

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