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     水滑石

專業(yè)生產(chǎn)水滑石

2.水滑石結(jié)構(gòu)及作用機(jī)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(jià)金屬陽(yáng)離子，M3 為三價(jià)金屬陽(yáng)離子。An-為堿性溶液中可穩(wěn)定存在的無機(jī)和有機(jī)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。常見水滑石的化學(xué)組成包括層板內(nèi)原子以共價(jià)鍵（離子鍵、氫鍵）連接并具有可交換的陰離子（如CO32-、Cl）,其基本的性能是堿性，特殊的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu),使其具有一系列獨(dú)特、優(yōu)異的性能和功效。在納米技術(shù)聚氨酯彈性體材料中有兩種方法效果明顯：一種方法稱為原位聚合法，經(jīng)表面處理的納米粒子加入到單體中，然后引發(fā)單體聚合，從而達(dá)到納米改性聚合物目的。該類材料中CO32-可以有效地吸收PVC降解時(shí)脫出的HCl,減緩HCl對(duì)PVC樹脂的自催化作用，起一個(gè)酸吸收劑的作用。

LDHs在1370cm-1附近出現(xiàn)層間CO32-的強(qiáng)特征吸收峰，在1000~400cm-1范圍有層板上M-O鍵及層間陰離子的特征吸收峰，并且其紅外吸收范圍可以通過調(diào)變組成加以改變[10-11] 。、

催化性

將催化活性物種插入水滑石層間，以水滑石為前體，通過焙燒可制備高分散復(fù)合金屬氧化物型催化劑，一般具有過渡金屬含量高活性位分布均勻晶粒小比表面積大可以抑制燒結(jié)良好的穩(wěn)定性等特點(diǎn)，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能，在催化劑或催化劑載體等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用

PVC中的氯含量高達(dá)56%，是自熄性聚合物，其氧指數(shù)達(dá)45%。而象PE這樣的聚烯烴類材料的氧指數(shù)一般為17.4%。這對(duì)環(huán)保型阻燃提出了新要求。目前，應(yīng)用較多是Al(OH)3/Mg(OH)2阻燃體系，它的阻燃作用主要基于脫水吸熱效應(yīng)。Al(OH)3在200-300℃分解，吸熱量為1794J/g;Mg(OH)2在340-490℃分解，吸熱量為785.4J/g，Al(OH)3與Mg(OH)2兩者一起加入，除可自發(fā)揮作用，如分解吸熱、生成水蒸氣沖淡可燃?xì)怏w濃度、殘?jiān)练e在塑料表面隔離氧化外，Mg(OH)2：有炭化作用，而Al(OH)3也有促進(jìn)Mg(OH)2的炭化作用，二者的jia比例大約是2：1。就Al(OH)3/Mg(OH)2阻燃體系而言，要添加60份以上才能達(dá)到較好的阻燃效果，這對(duì)材料的力學(xué)性能和熔體流動(dòng)性會(huì)產(chǎn)生很不利的影響。筆者發(fā)現(xiàn)，Al(OH)3/Mg(OH)2以5：4混合，再加入1%的鈦酸酯偶聯(lián)劑，充分?jǐn)嚢韬?，Al(OH)3/Mg(OH)2與鈦酸酯偶聯(lián)劑發(fā)生鍵合，很好地結(jié)合在一起。鈦酸酯偶聯(lián)劑的分子鏈纏結(jié)在基體大分子鏈上，可以使制品的拉伸強(qiáng)度達(dá)2-3MPa，氧指數(shù)達(dá)35%。田春明等用含有Fe、Co、Ni、Cu的金屬配合物對(duì)軟PVC塑料的阻燃消煙作用進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)二合鎳(Ⅱ)的效果hao，并與Al(OH)3/Mg(OH)2有協(xié)效作用。鈣鋅穩(wěn)定劑中的金屬皂鹽類對(duì)ADC發(fā)泡劑有活化作用，會(huì)使ADC發(fā)泡劑分解溫度變寬，同時(shí)消耗一定數(shù)量的穩(wěn)定劑，這些因素要求穩(wěn)定劑必須具備足夠的熱穩(wěn)定效能，所以在配方中引入一定量的改性三元水滑石，以加強(qiáng)體系的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。近年來，國(guó)外采用了一種新型高xiao抑煙材料八鉬酸銨，在取得良好抑煙效果的同時(shí)，解決了三氧化鉬對(duì)材料的染色問題和三氧化化鉬的粒度分布寬而造成的分散問題。除此之外，趙蕓等研究了納米水滑石(LDH)和納米Mg(OH)2無機(jī)阻燃劑對(duì)PVC及PE的阻燃效果，LDH是軟PVC的良好的抑煙劑，這與納米LDH分解后生成的產(chǎn)物有相當(dāng)大的比表面積有關(guān)。由于極性的差別，無機(jī)阻燃劑與樹脂的相容性較差，影響材料的力學(xué)性能和加工性能。劉芳等用原位反應(yīng)法制備非鹵阻燃PE母料，再添加到PP中，含極性基團(tuán)的乙烯基單體起到偶聯(lián)劑作用，在進(jìn)行原位反應(yīng)聚合時(shí)，含極性基團(tuán)的乙烯單體的極性端與阻燃劑以化學(xué)鍵的形式緊密結(jié)合，非極性的雙鍵端接枝到PP主鏈上，可以顯著提高阻燃劑與PP的相容性。

近期，中國(guó)科學(xué)yuan理化技術(shù)研究所超分子光化學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研究員張鐵銳和英國(guó)牛津大學(xué)Dermot

O’Hare合作制備了一種富含缺陷的超薄水滑石（LDHs）納米材料，通過精準(zhǔn)調(diào)控層板厚度，成功引入了氧缺陷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了與氧原子鍵合的不飽和配位Zn的合成。在題為Defect-rich

Ultrathin ZnAl-Layered Double Hydroxide Nanosheets for Efficient Photoreduction

of CO2 to CO with Water

的文章中，研究人員通過簡(jiǎn)單的水熱合成方法，可控水滑石納米晶的生長(zhǎng)微環(huán)境，成功實(shí)現(xiàn)了水滑石厚度從280層到2層的調(diào)控，粒徑進(jìn)一步控制在30

nm。X射線精細(xì)結(jié)構(gòu)衍射等手段表明，該超薄納米片表面富含大量的氧缺陷，影響了Zn金屬周圍的配位環(huán)境，進(jìn)而形成了Zn -Vo復(fù)合體。該缺陷位可以有效作為電子受限位，有利于光生電子傳導(dǎo)到反應(yīng)分子，在光催化還原溫室氣體CO2方面展現(xiàn)了非常好的催化效率和循環(huán)穩(wěn)定性。采用傳統(tǒng)方法合成的大粒徑LDH因?yàn)闆]有該催化活性位，沒有明顯的光催化活性。通過理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)合的手段，進(jìn)一步證實(shí)了表面摻雜的氧缺陷作為雜質(zhì)能級(jí)，影響了Zn原子周圍電子軌道密度，提高了對(duì)CO2吸附能力，促進(jìn)了光催化還原反應(yīng)。該合成方法簡(jiǎn)單，催化劑對(duì)空氣等不敏感，易于保存，并且可以規(guī)?；苽?；該思路同樣適用于制備其他不飽和金屬（Fe、Co、Ni、Ti等）摻雜的水滑石材料，為制備多相金屬催化劑搭建了一個(gè)材料平臺(tái)。據(jù)了解，近年來，華理鹽湖中心在無機(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)。