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其化學(xué)組成可以表示為[MⅡ1-xMⅢx(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O,其中MⅡ?yàn)镸g2+,Ni2+,Co2+,Zn2+,Cu2+等二價金屬陽離子;水滑石粒子分解后的固體產(chǎn)物具有很大的比表面積及很強(qiáng)的堿性,能及時吸收材料熱分解時釋放的酸性氣體和煙霧并轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的化合物,從而起到抑煙和消煙的作用。MⅢ為Al3+,Cr3+,F(xiàn)e3+,Sc3+等三價金屬陽離子;An-為陰離子,如CO32-,NO3-,Cl-,OH-,SO42-,PO43-,C6H4(COO)2 2-等無機(jī)和有機(jī)離子以及絡(luò)合離子,則層間無機(jī)陰離子不同,LDHs的層間距不同。當(dāng)x值在0.2-0.33之間,即MⅡ/MⅢ摩爾比介于2~4之間時能得到結(jié)構(gòu)完整的LDHs。在LDHs晶體結(jié)構(gòu)中,由于受晶格能低效應(yīng)及其晶格定位效應(yīng)的影響,使得金屬離子在層板上以一定方式均勻分布,即在層板上每一個微小的結(jié)構(gòu)單元中,其化學(xué)組成不變。
在催化方面的應(yīng)用
因水滑石具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性,從而可以作為堿性催化劑、氧化還原催化劑以及催化劑載體。如:它可以作為加氫、重整、裂解、縮聚、聚合等反應(yīng)的催化劑;Suzuki和Reichle分別報道了用水滑石及不同陰離子取代的水滑石作2-羥基丁醛縮聚反應(yīng)的催化劑,以及用含稀土La水滑石催化合成鄰苯二甲酸二戊酯等。用于PVC熱穩(wěn)定劑,農(nóng)用PE、PVC、EVA中的紫外線吸收體。
LDHs作為多相堿性催化劑,在許多反應(yīng)中正在取代NaOH、KOH等傳統(tǒng)堿性催化劑。由于同多和雜多陰離子柱撐水滑石具有獨(dú)特的性能,如具有可調(diào)變的孔道結(jié)構(gòu)及較強(qiáng)的擇形催化和酸堿性能而倍受人們的重視。為此本文在成核/晶化隔離法基礎(chǔ)上,研究了水熱條件下晶化溫度和晶化時間對鎂鋁水滑石晶體生長的影響。文獻(xiàn)報道比較多的主要是采用二元、三元同多或雜多酸陰離子做柱撐劑,用它們考察過的催化反應(yīng)有加氫、重整、裂解、縮聚、費(fèi)—托合成制低碳醇、酯化、催化氧化等。
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水滑石
專業(yè)生產(chǎn)水滑石
由圖1可知其結(jié)構(gòu)是層板型,層間距很大,為0.76nm,而且有很大的比表面積,這樣能夠使其表面羥基充分與HC1反應(yīng)。國內(nèi)外一般認(rèn)為,水滑石在PVC加工過程中的熱穩(wěn)定作用是由于其表面羥基吸收PVC熱分解釋放出的HC1氣體,從而抑制HC1對PVC分解的催化作用。而在提高材料自燃溫度(低填充時),提高氧指數(shù),促進(jìn)炭化效果方面,氫氧化鎂則優(yōu)于氫氧化鋁。有學(xué)者提出HC1與水滑石層問CO3 2-交換的作用機(jī)理,水滑石作為PVC熱穩(wěn)定劑時,PVC熱分解生成的HC1與水滑石層間的CO3 2-反應(yīng),同樣會有效抑止PVC的分解。