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      水滑石

專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)水滑石

中科院理化所高xiao可見(jiàn)光合成氨研究取得進(jìn)展

氨是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品之一，合成氨工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(fù)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(dá)1億噸以上，其中約80%用于化學(xué)肥料，20%用作其它化工產(chǎn)品的原料。同時(shí)，所有生物體都需要氮元素來(lái)建立蛋白質(zhì)、核酸和許多其他生物分子。 氮?dú)饧s占地球氣體的78％，但不能被大多數(shù)生物直接吸收，因?yàn)镹-N共價(jià)三鍵高的電離能導(dǎo)致其十分穩(wěn)定。隨后世界聞名科學(xué)媒體ChemistryViews以DesirableDefectsinPhotocatalyticNanoslices為題對(duì)該研討進(jìn)行了亮點(diǎn)點(diǎn)評(píng)（highlight）。通過(guò)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(yīng)條件下進(jìn)行（15-25 MPa，300-550℃）。提供反應(yīng)條件需消耗世界能源供應(yīng)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(lái)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。 鑒于化石燃料短缺和全球氣候變化，通過(guò)減少能源需求過(guò)程的固氮是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性和長(zhǎng)期性的目標(biāo)。利用太陽(yáng)能光催化技術(shù)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，已被認(rèn)為是解決未來(lái)可再生能源的jia途徑之一。 二維納米材料因其獨(dú)特的層板結(jié)構(gòu)，大比例暴露活性位等優(yōu)勢(shì)，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(guān)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(shì)，在催化方面展現(xiàn)了可調(diào)控性。中國(guó)科學(xué)yuan理化技術(shù)研究所研究員張鐵銳團(tuán)隊(duì)通過(guò)簡(jiǎn)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(xì)結(jié)構(gòu)，低溫電子順磁共振和正電子湮滅壽命測(cè)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(yīng)變，增強(qiáng)了對(duì)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(jìn)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(dá)到?0.10％）。研究工作顯示，在常溫常壓和可見(jiàn)光或直接太陽(yáng)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(jìn)材料》上，相關(guān)研究工作得到了科技部國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基jin委優(yōu)xiu青年科學(xué)基jin項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基jin委青年基jin項(xiàng)目、國(guó)家萬(wàn)人計(jì)劃-青年拔尖人才支持計(jì)劃、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)（B類(lèi)）的支持。（來(lái)源：中科院理化技術(shù)研究所）

類(lèi)水滑石制作時(shí)直接用氫氧化na作沉淀劑，大多數(shù)人還加碳酸鈉，有區(qū)別么

物理粉碎法：透過(guò)機(jī)械粉碎、電火花bao等方法得到納米粒子。其特點(diǎn)操作簡(jiǎn)單、成本低，但產(chǎn)晶純度低，順粒分布不均勻。

機(jī)械球磨法：采用球磨方法，控制適當(dāng)?shù)臈l件得到純?cè)亍⒑辖鸹驈?fù)合材料的納米粒子。其特點(diǎn)操作簡(jiǎn)單、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分布不均勻。

氣相沉積法：利用金屬化合物蒸汽的化學(xué)反應(yīng)合成納米材料。其特點(diǎn)產(chǎn)品純度高，粒度分布窄。

沉淀法：把沉淀劑加人到鹽溶液中反應(yīng)后，將沉淀熱處理得到納米材料.其特點(diǎn)簡(jiǎn)單易行，但純度低，顆粒半徑大，適合制備載化物。水熱合成法：高溫高壓下在水溶液或蒸汽等流體中合成，再經(jīng)分離和熱處理得納米粒子。其特點(diǎn)純度高，分散性好、拉度易控制。

怎么處理廢水中的磷

　　黃中子等在研究MgAl-CO3水滑石吸附磷時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磷的初始質(zhì)量濃度在25~100 mg/L時(shí)，30 min內(nèi)即可達(dá)到吸附平衡，磷的去除率超過(guò)99%。MgAlZr-CO3水滑石對(duì)磷的選擇吸附性很高，吸附溶液中離子的排序?yàn)镠PO42->>SO42->Cl-、NO3-，這是由于磷酸根離子直接與層間Zr(Ⅳ)離子發(fā)生了絡(luò)合反應(yīng)。據(jù)了解，近年來(lái)，華理鹽湖中心在無(wú)機(jī)礦產(chǎn)資源綜合利用領(lǐng)域?qū)嵤﹪?guó)內(nèi)外大型工程化項(xiàng)目近１０項(xiàng)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，先后獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)２項(xiàng)、上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)２項(xiàng)。　　

水滑石熱穩(wěn)定劑

　　典型的水滑石類(lèi)化合物Mg6 AI(OH)16C03.4H2O早于1842年由瑞典的Circa發(fā)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)非常類(lèi)似于水鎂石Mg(OH)2，由MgO6八面體共用棱形成單元層，位于層上的Mg2 可在一定范圍內(nèi)被同晶取代，使得Mg2 、Al3 、OH’層帶有正電荷，層間有可交換的陰離子CO3 2-與層上正電荷平衡，使得這一結(jié)構(gòu)呈電中性[25]。(2)有機(jī)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(guó)。

　　水滑石熱穩(wěn)定劑對(duì)PVC的熱穩(wěn)定性源于水滑石與PVC降解過(guò)程中產(chǎn)生的HC1的反應(yīng)能力。水滑石與HC1的反應(yīng)可分兩步：首先，HC1與層間的陰離子發(fā)生反應(yīng)，將Cl-插入層間，達(dá)到吸收HC1的目的：然后，水滑石本身與HC1反應(yīng)，層柱結(jié)構(gòu)被完全破壞形成金屬氯化物，進(jìn)一步吸收了HC1。他說(shuō)，在中國(guó)，對(duì)于夾層反應(yīng)的使用已有很長(zhǎng)的一段歷史，薄胎瓷的制造過(guò)程就依賴(lài)于夾層反應(yīng)。

　　水滑石類(lèi)熱穩(wěn)定劑的研究早起源于日本，20世紀(jì)80年代日本Kyowa化學(xué)公司xian將水滑石填充到PVC中用作熱穩(wěn)定劑[26]，Adeka Argus公司緊隨其后。他們的研究表明，水滑石與p.二酮及其他金屬鹽共同使用，可賦予PVC更好的電性能和熱穩(wěn)定性[27]。相關(guān)研討結(jié)果宣布在世界資料期刊《先進(jìn)資料》（AdvancedMaterials）上，并被選為當(dāng)期“首插圖（frontispiece）”向讀者要點(diǎn)引薦。由于其無(wú)du、價(jià)廉，還具有很好的潤(rùn)滑性和阻燃性[28]，已被美國(guó)FDA認(rèn)可，JI-I A及歐洲國(guó)家也認(rèn)可了其安全性。

　　我國(guó)現(xiàn)已開(kāi)始水滑石類(lèi)熱穩(wěn)定劑及其與其他熱穩(wěn)定劑或助劑復(fù)配的開(kāi)發(fā)研究，取得了很好的效果。張強(qiáng)等[29]研究了不同表面改性水滑石對(duì)PVC熱穩(wěn)定的影響，結(jié)果表明，采用鈦酸酯改性水滑石的熱穩(wěn)定效果hao；研究又發(fā)現(xiàn)，水滑石與有機(jī)錫復(fù)合使用時(shí)，對(duì)PVC的熱穩(wěn)定效果明顯優(yōu)于與鉛鹽穩(wěn)定劑復(fù)合使用時(shí)的效果。劉鑫等[30]采用焙燒復(fù)原法制備了一種新型PVC熱穩(wěn)定劑——十二烷ji苯磺酸柱撐類(lèi)水滑石，并復(fù)配成水滑石稀土一鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑，通過(guò)對(duì)該穩(wěn)定劑結(jié)構(gòu)、性能等進(jìn)行表征，結(jié)果表明：采用十二烷ji苯磺酸柱撐類(lèi)水滑石復(fù)配的熱穩(wěn)定劑初期熱穩(wěn)定性較好，與日本產(chǎn)的稀土復(fù)合穩(wěn)定劑相當(dāng)，長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)于國(guó)產(chǎn)稀土復(fù)合穩(wěn)定劑。塑化時(shí)間、塑化扭矩、平衡扭矩等都可以作為評(píng)價(jià)PVC混合料加工性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)。