铝基柱撑蒙脱石的国内外研究进展

基金项目：国家自然科学基金（U0933003）和国家杰出青年基金（40725006）作者简介：覃宗华，男，1983年生，博士研究生，环境科学专业.E-mail ：qinzh@*，E-mail ：yuanpeng@ 铝柱撑蒙脱石层间铝柱的表面硅烷功能化及其影响因素覃宗华1，2，袁鹏1*，朱建喜1，何宏平1，刘冬1，2，杨淑勤1，2（1.中国科学院广州地球化学研究所，广东广州510640；2.中国科学院研究生院，北京100049）蒙脱石由于价廉易得、环境友好，并具有多种优异性能（如离子交换性、较大的比表面积、层间域可改造性等），已被广泛应用于水体和大气污染物的吸附去除。

对蒙脱石进行柱撑（或插层）改性可以进一步优化其性能，无机柱撑主要采用多聚金属离子通过离子交换替代蒙脱石层间的可交换性阳离子，并通过煅烧形成层间金属氧化物柱，产物具有层间微孔结构和较大的比表面积；而有机插层主要是以表面活性剂离子置换蒙脱石层间的可交换性阳离子。

在用于环境污染物吸附时，无机柱撑蒙脱石的不足之处在于，尽管其具有大比表面积以及孔结构，但亲水性表面严重制约了其对疏水性有机污染物的吸附去除；而有机插层粘土虽然具有良好的亲有机性，但其层间域被有机表面活性剂占据（表现为比表面积小），对有机污染物吸附赋存空间有限。

可见，非常有必要探索一种能够兼具无机与有机柱撑蒙脱石优点的改性方法（即良好的孔结构、大比表面积以及表面疏水性）。

为此，已有少数研究利用表面活性剂和聚合金属离子对蒙脱石进行复合柱撑处理，但所获产物的比表面积相对无机柱撑蒙脱石下降比较显著。

因此，在本研究中，我们探索利用有机硅烷对铝柱撑蒙脱石（Al-Mt ）中的氧化铝柱进行功能化嫁接改性，探讨溶剂选择和煅烧预处理方法等因素对产物改性程度和孔结构的调控机理。

实验所用蒙脱石样品采自内蒙古，采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES ）在无水乙醇和环己烷两种不同的溶剂体系下对经不同温度处理的Al-Mt 进行嫁接改性，并用X 射线衍射（XRD ）、傅立叶变换红外光谱（FTIR ）、热重分析（TG ）、元素分析和比表面积-孔结构分析等技术对嫁接产物的结构及其影响因素进行探讨。

铁基柱撑蒙脱石的研究进展李鹏波【摘要】综述了铁基柱撑蒙脱石作为一种新型的多孔材料,在催化剂、催化剂载体制备以及环保材料研制等领域广阔的应用前景及近年来国内外在铁基柱撑蒙脱石的制备方法、性能表征方法以及应用等方面的研究进展,并对其未来研究方向及应用进行了讨论和展望.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2012(000)009【总页数】4页(P81-84)【关键词】铁基柱撑蒙脱石;多孔材料;催化剂【作者】李鹏波【作者单位】山东科技大学化学与环境工程学院【正文语种】中文20世纪70年代，Brindley［1］等以聚合羟基铝离子(Keggin)为柱撑剂，制备了铝基柱撑蒙脱石，晶面层间距为1．8 nm左右，并解决了有关柱撑蒙脱石热稳定性差的问题，标志着无机柱撑蒙脱石的开端。

无机柱撑蒙脱石具有比表面积较大、孔径可调、化学活性较强及热稳定性较高等优点，可广泛应用于催化剂、催化剂载体、分子筛、吸附剂、环保材料、离子交换剂、导电材料、储藏材料和纳米复合材料等多个领域。

研究者们开始利用各种羟基金属，如铁［2］、钛［3］、锆［4］和钒等对蒙脱石进行柱撑研究，并得到了较好的效果。

其中Yamanaka等将羟基铁离子柱撑到蒙脱石中，其晶面层间距可达到1．67 nm，比表面积达300 m2/g，并大大提高了其酸活化性能、吸附性能和耐热性能。

同时，由于氧化铁具有良好的催化性能及独特的磁学性能，类似分子筛的铁基柱撑蒙脱石有望在催化和环保行业取得广泛的应用。

铁基柱撑蒙脱石是利用蒙脱石的膨胀性、吸附性和层间阳离子的交换性，通过离子交换法将低聚或高聚羟基铁阳离子或其他含铁羟基聚合复合阳离子插入蒙脱石层间，将蒙脱石的层与层撑开，经过进一步的煅烧，脱去已插入层间的柱撑剂中的水分和羟基后，形成的铁氧化物将蒙脱石矿物层间撑开而得到的具有稳定结构的网孔状复合材料。

铁基柱撑蒙脱石复合材料的形成过程见图1。

1．1 单元素铁基柱撑蒙脱石铁基柱撑蒙脱石由羟基铁柱撑剂与钠基蒙脱石通过阳离子交换法制备而成。

[试验研究](La,Ce)/Al基柱撑信阳蒙脱石矿物材料的热稳定性研究管俊芳1，王国志1，陆 琦2（1.武汉理工大学资源与环境学院，武汉 430070；2.中国地质大学测试中心，武汉 430074）摘要：在室温下，取代法和共聚法配制了稳定的(La,Ce)/Al二元聚合阳离子，用其柱撑信阳蒙脱石。

共聚法配制柱化剂柱撑的蒙脱石，在(La,Ce)/Al＝1∶9时，室温和加温300℃、500℃2h后，d001值最大；取代法配制柱化剂柱撑的蒙脱石，在La/Al＝1∶5时，室温和加温300℃、500℃2h后，d001变化最小，分别为1.923nm，1.904nm，1.904nm；不同的Ce/Al比例下制备的柱撑蒙脱石，室温和加温300℃后相比d001变化较大。

（La,Ce)/Al基柱撑蒙脱石矿物材料的热稳定性与柱化剂的制备方法和(La,Ce)/Al的摩尔比有关。

关键词：(La,Ce)/Al柱化剂；柱撑蒙脱石；热稳定性中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1007-9386(2006)02-0033-03 Thermal Stability Study of (La, Ce) /Al-Pillared Montmorillonite of XinyangGuan Junfang1, Wang Guozhi1, Lu Qi2(1.Wuhan University of Technology, Wuhan 430070; 2.China University of Geosciences, Wuhan 430074)Abstract: The stable (La,Ce)/Al double polycations can be synthesized at room temperature in two methods, substitution andconvergence. The d001value of the pillared montmorillonite were prepared using agents that convergence is biggest when (La,Ce)/Al＝1:9, at room, 300℃, 500℃. The d001value change of the pillared montmorillonite were prepared using agents that substitution is smallest, when La/Al＝1:5, at room(1.923nm),300℃(1.904nm), 500℃(1.904nm), but the pillared montmorillonite using different Ce/Al agent,the d001value change is bigger at room and 300℃. The thermal stability of (La,Ce)/Al pillared montmorillonite is influenced by method of synthesized agent and mole ratio of (La,Ce)/Al.Key words: (La,Ce)/Al double polycations; pillared montmorillonite; thermal stability柱撑粘土材料作为一种分子级复合材料，以其独特的优势在许多领域得到了广泛的研究和应用，如作为催化剂和催化剂载体、择型吸附剂、离子交换剂、离子导体、电极、传感器和光功能材料等[1-4]。

铝基复合材料的研究进展（或现状）姓名：苑光昊摘要：本文介绍了铝基复合材料的设计与制备、性能、应用，重点讲述了国内外的研究现状和发展趋势。

关键词：设计与制备性能应用研究现状及发展复合材料是应现代科学发展需求而涌现出具有强大生命力的材料，在金属基复合材料中表现尤为明显。

金属基复合材料有铝基、镍基、镁基、抬基、铁基复合材料等多种，其中铝基复合材料发展最快而成为主流。

本文主要对国内外铝及复合材料的研究现状进行简要评述，主要包括材料的设计与制备、界面、性能、应用等方面。

一、铝基复合材料的设计与制备1基体材料的选择铝基复合材料的基体可以是纯铝也可以是铝合金，其中采用铝合金居多。

工业上常采用的铝合金基体有Al-Mg、Al-Si、Al-Cu、Al-Li 和Al-Fe等。

如希望减轻构件质量并提高刚度，可以采用Al-Li合金做基体【1】；用高温的零部件则采用Al-Fe合金做基体【2】；经过处理后的Al-Cu合金强度高、且有非常好的塑性、韧性和抗蚀性、易焊接、易加工，可考虑作这些要求高的基体【3】。

材料的使用要求是选用基体金属材料的首要条件，如要求材料具有良好的耐磨性、耐热性及低的膨胀系数时（活塞材料），选择基体为Al-Si合金；为进一步减轻零部件的重量，可考虑选用Al-Li合金作为基体；为了提高材料的高性能，可选用Al-Fe系合金。

2铝基复合材料增强体选择针对材料的具体应用，增强体首先具有明显提高金属基体应具备的特殊性能，如作为结构材料时，增强体应具有高强度、高弹性模量、低密度等性能。

而作为耐磨材料时，硬度、耐磨性是主要选择依据。

由于金属基体有良好的浸润性可保证增强体与基体金属良好复合和均匀分布B、Al2O3、Si、和C纤维等是最早的纤维材料，该材料的性能优异，但高昂的成本限制了它们的广泛发展及应用。

但在航空及军事等方面有研究应用潜力。

根据增强体的形态可将其分为纤维、颗料、晶须三种类型，也有采用金属丝作为铝基复合材料的增强体，但采用极少。

铝基柱撑蒙脱石的制备与表征的开题报告
一、研究背景
蒙脱石是一种层状硅酸盐矿物，具有优良的吸附性能和化学稳定性，在各个领域得到了广泛应用，如土壤修复、废水处理等。

然而，蒙脱石
的层状结构在高温、强酸或强碱条件下容易发生结构破坏，限制了其在
一些极端情况下的应用。

因此，制备具有优异性能的蒙脱石复合材料成
为了当前的研究热点。

铝基柱撑蒙脱石是一种新型蒙脱石复合材料，其中铝基柱撑是指以
Al13为代表的多核聚合物，其拥有很高的比表面积和活性位点，可用于
修饰蒙脱石表面，提高其吸附性能和化学稳定性。

因此，铝基柱撑蒙脱
石具有极高的应用潜力，在环境污染治理、催化反应等领域得到了广泛
的研究和应用。

二、研究内容
本论文主要研究铝基柱撑蒙脱石的制备方法和表征性能。

1. 制备方法：考虑到不同制备条件对铝基柱撑蒙脱石的结构和性能
的影响，本文将尝试采用不同的合成方法，如水热法、共振法、溶胶-凝
胶法等，制备不同形貌和结构的铝基柱撑蒙脱石，并对其进行表征和比较。

2. 表征性能：本文将采用多种实验手段对铝基柱撑蒙脱石进行表征，包括XRD、SEM、FT-IR、TG等，从结构、形貌、吸附性能、化学稳定
性等多个方面进行评价和比较。

三、论文意义
本论文的研究结果可为铝基柱撑蒙脱石的制备和应用提供理论和实
践依据，为提高蒙脱石复合材料的吸附性能和化学稳定性提供新思路和
技术支持。

同时，对于优化铝基柱撑蒙脱石制备工艺、提高其吸附性能
和化学稳定性具有一定的指导和推广意义。

微波辅助Cr-Al柱撑蒙脱土催化降解亚甲基蓝陈修栋;毛海立;邹洪涛;杨再波;文志刚;曹启茂【摘要】采用区别于传统水浴加热法的微波辅助加热法合成聚合羟基阳离子,在微波的条件下把Cr3+和Al3+缓慢加入到Na2CO3溶液中制备出Cr-OH、Al-OH、Cr-Al-OH聚合羟基阳离子,并制备出不同Cr3+/(Cr3++Al3+)比值的柱撑蒙脱土.借助X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)等手段对结构改变进行表征.在微波辅助条件下通过改变柱撑蒙脱土用量、染料初始质量浓度、振荡时间来探究铬铝柱撑蒙脱土对亚甲基蓝印染污水的最佳吸附性条件.结果表明:铬铝聚合羟基阳离子柱撑蒙脱土的层间距增大,同时表面增加了大量活性-OH基团,使蒙脱土对亚甲基蓝去除率高达97.74％.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2016(045)003【总页数】5页(P85-88,150)【关键词】微波;羟基铬铝基柱撑蒙脱土;去除率;亚甲基蓝【作者】陈修栋;毛海立;邹洪涛;杨再波;文志刚;曹启茂【作者单位】黔南天然资源开发科技创新团队(黔南民族师范学院),贵州都匀558000;黔南民族师范学院化学化工学院,贵州都匀558000;黔南天然资源开发科技创新团队(黔南民族师范学院),贵州都匀558000;黔南民族师范学院化学化工学院,贵州都匀558000;黔南天然资源开发科技创新团队(黔南民族师范学院),贵州都匀558000;黔南民族师范学院化学化工学院,贵州都匀558000;黔南天然资源开发科技创新团队(黔南民族师范学院),贵州都匀558000;黔南民族师范学院化学化工学院,贵州都匀558000;黔南民族师范学院化学化工学院,贵州都匀558000;黔南民族师范学院化学化工学院,贵州都匀558000【正文语种】中文【中图分类】TQ116.2随着我国印刷和纺织工业的迅速发展，其中产生的污水已成为目前最主要的水体污染源之一[1-3]。