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水滑石之所以能夠被廣泛地應用于催化領域,是因為水滑石有特殊的結構賦予其許多特性:
1.特殊的層狀結構。嚴重不對稱的晶體場,陽離子在層板上的晶格中,陰離子不在晶格中,而在晶格外的層間。
2.酸性。HTLcs的酸性不僅與層板上金屬離子的酸性有關,而且還與層間陰離子有關。
3.堿性。LDHs的層板由鎂八面體和鋁氧八面體組成。所以,水滑石具有較強的堿性。不同的LDHs的堿性強弱與組成中二價金屬氫氧化物的堿性強弱基本一致,但由于它一般具有很小的比表面積(約5—20m2/g),表觀堿性較小,其較強的堿性往往在其煅燒產物LDO中表現出來。產品工藝介紹:我公司生產的鋁鎂水滑石采用化學合成的方法生產,產品具有層狀結構的雙羥基復合金屬氫氧化物、特殊的化學組成和晶體結構使其具有一系列獨特、優(yōu)異的性能,并可以通過改變工藝和條件進行設計得到不同用途的產品。LDO一般具有較高的比表面積(約200—300m2/g)、三種強度不同的堿中心和不同的酸中心,其結構中間中心充分暴露,使其具有比LDH更強的堿性。
4.熱穩(wěn)定性。HTLcs經焙燒所得的復合金屬氧化物仍是一類重要的催化劑和載體。以水滑石為例,其熱分解過程包括脫結晶水、層板羥基縮水并脫除CO2和新相生成等步驟。在低于220℃時,僅失去結晶水,而其層狀結構沒有被破壞;LDHs的結構水,層板羥基以及層間離子在不同的溫度內脫離層板,從而可在較低的范圍內(200-800℃)釋放阻燃物質。當加熱到250~450℃時,層板羥基縮水并脫除CO2;在450—550℃區(qū)間,可形成比較穩(wěn)定的雙金屬氧化物,組成是Mg3A1O4(OH),簡寫為LDO。LDO在一定的濕度(或水)和CO2 (或碳酸鹽)條件下,可以,恢復形成LDH,即所謂的“記憶功能”。LDO一般具有較高的比表面積(約200~300m2/g)、三種強度不同的堿性中心和不同的酸性中心,其結構中堿中心充分暴露,使其具有比LDH更強的堿性。當加熱溫度超過600℃時,尖晶石MgAl2O4和MgO形成,金屬氧化物的混合物開始燒結,從而使表面積大大降低,孔體積減小,堿性減弱。
水滑石與其他助劑混用,除了可改善高分子材料的耐熱性外,還可以改善他們的其他性能。
如機械強度、抗老化溫度、制品表面亮度、絕緣性能、抗靜電性能、抗紫外線性能等。水滑石還具有良好的隔熱性,促進PVC農膜 對紅外線的吸收,提高家膜的保溫性。
用于PVC熱穩(wěn)定劑,農用PE、PVC、EVA中的紫外線吸收體。酸接受體,用于有機鹵素阻燃劑的穩(wěn)定劑(輔助阻燃劑):對PVC的熱穩(wěn)定性優(yōu)良,具有原料、透明度高、分散性高、高溫下鹽不會脫離,因此不會降低PVC的絕緣性包裝。
水滑石開放分類:化合物層狀雙羥基復合金屬氧化物(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先從片巖礦層中發(fā)現了天然水滑石礦;二十世紀初人們由于發(fā)現了LDH對氫加成反應具有催化作用而開始對其結構進行研究;(3)插層組裝體的粒徑尺寸和分布可調控典型的LDHs化合物是鎂鋁碳酸根型水滑石:Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O。1969年Allmann等人通過測定LDH單晶結構,首先確認了LDH的層狀結構;二十世紀九十年代以后,隨著現代分析技術和測試手段的廣泛應用,人們對LDHs結構和性能的研究不斷深化。