超声法制备高岭土-水合肼插层复合物

胡小龙（内蒙古机电职业技术学院，内蒙古 呼和浩特 010070）

超声法制备高岭土-水合肼插层复合物

胡小龙（内蒙古机电职业技术学院，内蒙古 呼和浩特 010070）

高岭土是一种无机层状材料，由于其层间有比较强的氢键相连，使其在实际应用中受到限制。近年来，高岭土插层研究逐渐受到人们的重视。它的有机复合物在吸附、反应活性等方面都表现出优良性质。将有机物插入高岭石层间，使其层间距增大,层间表面能降低,层间由亲水性转变为疏水性,可以经过多步层间置换反应得到性能优异的纳米复合材料。本文采用超声法将水合肼插入到高岭土层间，通过XRD表征表明该方法可以很大程度上提高插层率。

高岭土;水合肼;超声;XRD

高岭土的主要成份是高岭石,其结构由两层组成,一层为Si-O四面体另一层为Al-（O,OH）八面体。其结构如图1所示。在层与层之间易形成氢键,故其阳离子交换容量小,水分不易进入晶间,故其水化性能差,造浆性能不好[1,2]。

图1：高岭土晶体结构

将有机分子插入高岭土对其结构进行改性始于1961年[3]。随着研究的进行，人们发现尿素、氨基甲醛等有机分子可以进入高岭土层间，使其层间距增大。之后，人们对插层复合物的反应机理,结构特征及特殊性能研究均有了较大的发展,为今后实现工业化生产建立了理论基础。高岭土的插层方法主要有直接插层、取代、聚合、接枝等。去主要插层原理是层间氢键的断裂以及和有机分子形成氢键[4]。

1 实验部分

1.1 高岭土-水合肼插层复合物的制备

试样1：称取高岭土5g,加入80%水合肼溶液30ml,室温下搅拌1h,离心分离去除多余溶液,在60℃条件下干燥取出,即得到未超声处理的高岭土-水合脱插层复合物。

试样2：称取高岭土5g,加入80%水合肼溶液30ml,超声处理10min，室温下搅拌1h,离心分离去除多余溶液,在60℃条件下干燥取出,即得到超声处理的高岭土-水合脱插层复合物。

试样3、4：称取高岭土5g,加入80%水合肼溶液30ml,超声处理1h（2h），室温下搅拌6h,离心分离去除多余溶液,在60℃条件下干燥取出,即得到超声处理的高岭土-水合脱插层复合物2份。

1.2 XRD表征晶体结构

测试条件为：2θ在3-15o之间扫描,扫描速率为2o∕min。分别将样品1、2、3、4进行XRD测试

2 结果与讨论

图2为高岭土-水合肼插层复合物未超声处理和超声处理XRD图。图中2θ=12.3o出现的峰是高岭土原土的特征峰,2θ= 10.7o出现的峰是高岭土-水合肼插层复合物的特征峰。由图可知，在其他条件相同的情况下，经过超声处理，高岭土-水合肼插层复合物的含量大大增加。

图2.试样XRD图：a.未超声处理试样 b.超声处理10min试样

图3.试样XRD图：a.原土 b.超声处理1h试样 c.超声处理2h试样

图3为高岭土原土、超声处理1h、2h高岭土-水合肼插层复合物XRD图。由图可知，将水合肼插入高岭土后，高岭土的层间距由0.72nm变为1.04nm。另外，随着超声时间的增长，插层率也在逐渐增加。

3 结语

通过运用XRD对高岭土-水合肼插层复合物分析可知，超声法可以提高水合肼对高岭土的插层率。同时，随着超声时间的增加，插层率也在增加。

[1]王林江,吴大清.高岭土有机插层的研究进展[J].材料导报,2001,15(6):41-43.

[2]赵顺平,夏华,张生辉.高岭石-有机插层复合材料的研究进展[J].材料科学与工程学报,2003,21(2):621-623.

[3]韩世瑞,刘雪宁,胡南,杨治中.超声化学法制备高岭土二甲亚矾插层复合物的研究[J].广州化学,2003,28(3):11-14.

[4]殷海荣,武丽华,陈福等.纳米高岭土的研究与应用[J].材料导报,2006,20(6):196-199.

胡小龙（1983-），汉族，单位：内蒙古机电职业技术学院冶金与材料工程系，研究方向：冶金、材料。