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水滑石開放分類:化合物層狀雙羥基復(fù)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(xiàn)了天然水滑石礦;二十世紀(jì)初人們由于發(fā)現(xiàn)了LDH對氫加成反應(yīng)具有催化作用而開始對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究;1969年Allmann等人通過測定LDH單晶結(jié)構(gòu),首先確認(rèn)了LDH的層狀結(jié)構(gòu);二十世紀(jì)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(yīng)用,人們對LDHs結(jié)構(gòu)和性能的研究不斷深化。An-為陰離子,如CO32-,NO3-,Cl-,OH-,SO42-,PO43-,C6H4(COO)22-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。
結(jié)構(gòu)特征/水滑石 編輯LDHs是由帶正電荷的主體層板和層間陰離子通過非共價(jià)鍵的相互作用組裝而成化合物,它的結(jié)構(gòu)類似于水鎂石Mg(OH)2,由MgO6八面體共用棱形成單元層。因此水滑石是很有希望的對環(huán)境友好的消煙型沒毒無鹵阻燃劑新品種。有以下幾個(gè)很突出的特點(diǎn):(1)主體層板的化學(xué)組成可調(diào)變;(2)層間客體陰離子的種類和數(shù)量可調(diào)變;(3)插層組裝體的粒徑尺寸和分布可調(diào)控
典型的LDHs化合物是鎂鋁碳酸根型水滑石:Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O。不同的LDHs的堿性強(qiáng)弱與組成中二價(jià)金屬氫氧化物的堿性強(qiáng)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(qiáng)的堿性往往在其煅燒產(chǎn)物L(fēng)DO中表現(xiàn)出來。LDHs的結(jié)構(gòu)非常類似于水鎂石[Mg(OH)2],由MgO6八面體共用棱形成單元層,位于層上的Mg2+可在一定的范圍內(nèi)被Al3+同晶取代,使得層板帶正電荷,層間有可交換的CO32-與層板上的正電荷平衡,使得LDHs的整體結(jié)構(gòu)呈電中性。由于層板和層間陰離子通過氫鍵連接,使得LDHs層間陰離子具有可交換性。此外,在LDHs中存在層間水這些水分子可以在不破壞層狀結(jié)構(gòu)條件下除去。
合成方法/水滑石 編輯1、低飽和共沉淀法
低飽和共沉淀法,按照一定的比例,將金屬酸鹽溶液配成一定濃度的混合鹽溶液(SolS),將NaOH和Na2CO3按照一定比例的配成混合堿溶液(SolB),在大燒杯中預(yù)先裝入一定量的蒸餾水,加熱至一定的溫度,將SolS和SolB按一定的滴速同時(shí)滴入大燒杯中,維持反應(yīng)體系的pH為一恒定值,劇烈攪拌。王松林等利用氯化鎂和氯化鋁混合物與稀堿液的共沉淀反應(yīng),合成了帶正電荷的氫氧化鎂鋁膠體,并研究了其組成的微粒助留體系對紙料留著的效果和影響因素。滴定完畢后,繼續(xù)攪拌陳化,后經(jīng)過濾、洗滌、烘干,得產(chǎn)物。此合成方法是水滑石合成中的一種常用方法。其中鎂鹽和鋁鹽可以采用酸鹽、硫酸鹽、氯化物等,堿可以采用氨水等,碳酸鹽可以采用碳酸鈉、碳酸鉀等,也可以采用尿素代替堿和碳酸鹽。
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水滑石
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LDHs和其它熱穩(wěn)定劑復(fù)配可以有效增加PVC的熱穩(wěn)定時(shí)間;說明硬脂酸鈣和硬脂酸鋅之間,以及水滑石和金屬皂之間都存在著協(xié)同作用。二十世紀(jì)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(yīng)用,人們對LDHs結(jié)構(gòu)和性能的研究不斷深化。上述實(shí)驗(yàn)說明了水滑石體系中單個(gè)助劑對熱穩(wěn)定性的影響。為了更好地研究它們之間的協(xié)同作用對熱穩(wěn)定性的影響,進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),其中除考慮水滑石、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等,還加入了對硬PVC加工影響較大的潤滑劑。