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      水滑石

專業(yè)生產(chǎn)水滑石

中科院理化所高xiao可見光合成氨研究取得進展

氨是重要的無機化工產(chǎn)品之一，合成氨工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位。液氨可直接用作化肥，農(nóng)業(yè)上使用的氮肥如尿素、xiao酸銨、磷酸銨、氯化銨以及各種含氮復合肥，都以氨為原料。合成氨是大宗化工產(chǎn)品之一，世界每年合成氨產(chǎn)量已達1億噸以上，其中約80%用于化學肥料，20%用作其它化工產(chǎn)品的原料。同時，所有生物體都需要氮元素來建立蛋白質(zhì)、核酸和許多其他生物分子。 氮氣約占地球氣體的78％，但不能被大多數(shù)生物直接吸收，因為N-N共價三鍵高的電離能導致其十分穩(wěn)定。通過經(jīng)典的Haber-Bosch工藝將N2固定在NH3上必須在鐵基催化劑存在的條件下，在苛刻的反應條件下進行（15-25 MPa，300-550℃）。提供反應條件需消耗世界能源供應的1-2％，每年約產(chǎn)生2.3噸二氧化碳。目前，用于NH3合成的原料氫氣主要來自的重整，每年約消耗世界產(chǎn)量的3-5％，并釋放出大量的氧化碳。具有可調(diào)變的組成及獨特的結(jié)構(gòu)和性能，在離子交換、吸附分離、催化、yi藥等領域得到廣泛應用〔1～4〕。 鑒于化石燃料短缺和全球氣候變化，通過減少能源需求過程的固氮是一項具有挑戰(zhàn)性和長期性的目標。利用太陽能光催化技術(shù)將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能，已被認為是解決未來可再生能源的jia途徑之一。 二維納米材料因其獨特的層板結(jié)構(gòu)，大比例暴露活性位等優(yōu)勢，在光電催化方面展現(xiàn)了優(yōu)越性能，引起科研人員廣泛關注。層狀雙氫氧化物（水滑石，LDH）因其層板由多種組分構(gòu)成、層板厚度可調(diào)等優(yōu)勢，在催化方面展現(xiàn)了可調(diào)控性。中國科學yuan理化技術(shù)研究所研究員張鐵銳團隊通過簡單的共沉淀方法，制備了一系列MIIMIII-LDH（MII=Mg，Zn，Ni，Cu；MIII=Al，Cr）納米片光催化劑。X射線吸收精細結(jié)構(gòu)，低溫電子順磁共振和正電子湮滅壽命測量表明，超薄LDH納米片由于富氧缺陷，結(jié)構(gòu)形變和壓縮應變，增強了對N2分子的吸附和光生電子從LDH光催化劑轉(zhuǎn)移到N2，從而促進了NH3的有效合成（特別是CuCr-LDH納米片，其在500nm處量子產(chǎn)率仍能達到?0.10％）。研究工作顯示，在常溫常壓和可見光或直接太陽輻射下，基于LDH將N2還原成NH3是極有潛力和希望的新途徑。 研究結(jié)果發(fā)表在《先進材料》上，相關研究工作得到了科技部國家重點基礎研究計劃、國家自然科學基jin委優(yōu)xiu青年科學基jin項目、國家自然科學基jin委青年基jin項目、國家萬人計劃-青年拔尖人才支持計劃、中科院戰(zhàn)略性先導科技專項（B類）的支持。（來源：中科院理化技術(shù)研究所）

尿素法制被鎂鋁碳酸根水滑石晶華過程需要攪拌嗎

尿素法制被鎂鋁碳酸根水滑石晶華過程不需要攪拌。

層狀雙金屬氫氧化物（Layered Double Hydroxide,LDH）是水滑石（Hydrotalcite,HT）和類水滑石化合物（Hydrotalcite-Like Compounds,HTLCs）的統(tǒng)稱，由這些化合物插層組裝的一系列超分子材料稱為水滑石類插層材料（LDHs）。1842年Hochstetter首先從瑞典的片巖礦層中發(fā)現(xiàn)了天然水滑石礦；歐美發(fā)達國家近年來PVC低發(fā)泡材料發(fā)展也很快，微發(fā)泡技術(shù)已成為國內(nèi)外塑料方面重點發(fā)展的領域。二十世紀初人們由于發(fā)現(xiàn)了LDH對氫加成反應具有催化作用而開始對其結(jié)構(gòu)進行研究；1969年Allmann等人通過測定LDH單晶結(jié)構(gòu)，首ci確認了LDH的層狀結(jié)構(gòu)；二十世紀九十年代以后，隨著現(xiàn)代分析技術(shù)和測試手段的廣泛應用，人們對LDHs結(jié)構(gòu)和性能的研究不斷深化。

尿素分解—均勻共沉淀法

該法利用尿素在低溫下呈中性，可與金屬離子形成均一溶液，而溶液溫度超過90 °C時尿素分解使溶液pH值均勻逐步地升高這一特點，用尿素代替混合堿溶液，該罰的優(yōu)點是溶液內(nèi)部的pH值始終是一致的，因而可以合成出高結(jié)晶度的Mg-Al、Zn-Al、Ni-Al類水滑石，而難以合成Co-Al、Mn-Al、Co-Cr類水滑石。3以上數(shù)據(jù)顯示，加入水滑石的鈣鋅能極長的延長剛果紅時間，由于水滑石的表面羥基能吸收PVC熱分解釋放出的HCl氣體，起一個酸吸收劑的作用。另一方面以尿素為沉淀劑，反應過程中在層間形成NH2COO-插層，經(jīng)水熱處理即轉(zhuǎn)化為CO32-，而溶液內(nèi)形成的[Ni(NH3)6]2 水熱條件下則釋放出NH3，所以尿素可以取代強堿混合液來制備碳酸型水滑石并且可以制備得到結(jié)晶較好、粒徑均勻的水滑石樣品。

穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定劑的發(fā)展

全球性的環(huán)境保護要求日益嚴格,人類對賴以生存的環(huán)境凈化要求日益強烈,限制重金屬熱穩(wěn)定劑使用的法規(guī)壓力日益加劇,使得熱穩(wěn)定劑的開發(fā)、生產(chǎn)向無du、高xiao、多功能化方向發(fā)展的步伐加快。無錫、低鉛、低塵化以及替代鉛鹽已成為全世界熱穩(wěn)定劑品種開發(fā)的重點。作為穩(wěn)定劑的全新化學物質(zhì)推出相對較少,而復合穩(wěn)定劑鋪天蓋地。此種由氨綸纖維PU材料與層狀納米材料復合成的納米氨綸纖維，能充分發(fā)揮納米材料的小尺寸效應和表面效應。

各類穩(wěn)定劑的發(fā)展呈現(xiàn)如下趨勢。

(1)鉛鹽無塵是基本的要求,低鉛是環(huán)境所迫。鑒于鉛鹽在管材、絕緣材料方面的表現(xiàn),無鉛化在世界范圍內(nèi)進程緩慢,鉛鹽真正退出歷史舞臺需要新的性能價格比優(yōu)良的無鉛產(chǎn)品出現(xiàn),需要環(huán)保法規(guī)的強化,也需要時間。

(2)有機錫性能優(yōu)良的甲ji錫產(chǎn)品得到了很大發(fā)展,尤其是在中國。我國已擁有多項甲ji錫方面的專利,近年來深圳泛勝、湖北南星在甲ji錫的生產(chǎn)、推廣方面都做了卓有成效的努力。泛勝公司從原料錫出發(fā),采用自己的專利技術(shù),掌握了年產(chǎn)6000t甲ji錫生產(chǎn)技術(shù)關鍵,并開發(fā)出新的逆酷型有機錫化合物,標志著我國有機錫的生產(chǎn)已達到較高的水平。目前,大力發(fā)展我國的有機錫穩(wěn)定劑,使熱穩(wěn)定劑結(jié)構(gòu)更趨合理,已無技術(shù)方面的障礙,而需要的是政策和法規(guī)的引導。水滑石結(jié)構(gòu)及作用機理:水滑石是一種具有層狀結(jié)構(gòu)的化合物（圖1為鎂鋁水滑石層狀結(jié)構(gòu)圖），水滑石的通式可表示為［M2 1-XM3 X(OH)2］X ［An-X/n?mH2O］X-其中M2 為二價金屬陽離子，M3 為三價金屬陽離子。

(3)金屬皂無du類鈣/鋅穩(wěn)定劑具有極廣闊的發(fā)展空間,國外已在大管徑管材、絕緣領域使用鈣/鋅穩(wěn)定劑。但國內(nèi)對復合金屬皂開發(fā)不夠重視,的輔助穩(wěn)定劑品種缺乏,與國外相比,反差較大。復合金屬皂的開發(fā)依賴于的輔助穩(wěn)定劑。

(4)稀土穩(wěn)定劑是屬于中國特色的熱穩(wěn)定劑,發(fā)展勢頭強勁。目前國內(nèi)已有10余個廠家和科研單位涉及稀土穩(wěn)定劑開發(fā),包頭等地廠家抓住我國對西部實施大開發(fā)的機遇,計劃建設大規(guī)模的稀土穩(wěn)定劑基地。但是,目前推出的稀土穩(wěn)定劑大多是稀土與鉛鹽的復合物,僅能作為低鉛化的一種過渡產(chǎn)品。稀土穩(wěn)定劑的廣泛使用還需要較好解決其潤滑性和加工性不足的問題。An-為堿性溶液中可穩(wěn)定存在的無機和有機陰離子，不同的M2 和M3 ，不同的層間陰離子An—便可形成不同的水滑石。

(5)純有機化合物純有機穩(wěn)定劑作為金屬穩(wěn)定劑的替代物受到重視。Ciba精化、Morton等公司相繼推出了以胺基嚓吮二酮為代表的純有機化合物品種,同金屬穩(wěn)定劑相比,純有機產(chǎn)品屬于環(huán)境友好產(chǎn)品,有望在取代有毒重金屬穩(wěn)定劑方面發(fā)揮巨大的作用。

(6)其它產(chǎn)品近年作為熱穩(wěn)定劑使用的新的化合物包括水滑石系列、高lu酸鹽等。汽巴嘉基公司將高lu酸及其鹽與環(huán)氧化合物、抗yang劑并用于PVC中,獲得了的抗熱及抗色變性能;日本共同藥品推出的水滑石系列是鎂/鋁復合物,與脂肪酸鋅并用于PVC,可防止配合料著色;德國南方化學公司建成了年產(chǎn)5000t水滑石的生產(chǎn)裝置,并擁有專利技術(shù)。作為一種對環(huán)境完全無害的添加劑,水滑石有著廣闊的應用前景。﹨蛭石﹨蛭石是一種在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等眾多領域廣泛應用的非金屬礦，其結(jié)構(gòu)中含有可膨脹的層間域，具有良好的陽離子交換性、膨脹性、吸附性，己成為制備輕質(zhì)建材、催化劑、載體、納米復合材料、環(huán)境保護材料等材料的重要原料。

線纜阻燃材料和阻燃技術(shù)的發(fā)展

在線纜生產(chǎn)中大量使用著聚乙烯(PE)，其種類較多，有低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯鋅、Mg(OH)：等)的年平均用量增長率將超過6%。

　　近來，新開發(fā)了利用納米材料對聚合物進行抑煙，通過納米微粒巨大的比表面和宏觀量子隧道效應來吸附，達到消煙目的。以聚烯烴(如EVA、PE、PP)為基體聚合物，采用納米水滑石(層柱狀雙羥基納米復合金屬氧化物，LDHs)和納米Mg(OH)，為阻燃劑(其粒徑≤0.1 p.m)作為抑煙劑，按電纜護套料的常規(guī)生產(chǎn)方法可制得抑煙型無鹵阻燃電纜護套專用料。在2008年北京奧運場館等建設中，PVC低發(fā)泡產(chǎn)品是重點推廣采用的新型裝飾材料之一。

　　有實驗證明，LDHs對PVC的阻燃抑煙效果也十分顯著，可使PVC燃燒時的煙密度大幅度降低，其添加量僅為5%，則PVC的抑煙效率可達50%左右。