镍镁铝类水滑石的超分子结构、电子性质及稳定性
- 格式:pdf
- 大小:1.26 MB
- 文档页数:6
滑石在电子材料中的应用研究进展近年来,滑石作为一种新兴的材料,在电子行业中的应用逐渐引起了人们的关注。
以其独特的物理和化学性质,滑石在电子材料领域展现出了广阔的应用前景。
本文将对滑石在电子材料中的应用研究进展进行综述。
滑石,化学式为Mg3Si4O10(OH)2,是一种层状的硅酸盐矿物,其主要成分为铝、镁和硅。
滑石具有很高的热稳定性、优良的绝缘性能、低热膨胀系数等特点。
这些特性使得滑石成为一种理想的电子材料。
首先,滑石在电子散热材料中的应用得到了广泛研究。
随着电子设备的不断发展和功能的提升,散热问题成为制约其发展的关键因素之一。
滑石的高热传导性能和低热膨胀系数使其成为一种有效的散热材料。
研究表明,添加滑石颗粒到聚合物基体中可以显著提高散热效果。
此外,滑石纤维作为散热材料也显示了良好的散热性能。
因此,滑石在电子设备的散热问题上具有巨大的应用前景。
其次,滑石在电子打印电路板(PCB)中的应用也受到了广泛关注。
滑石的层状结构为其优异的电气性能提供了基础。
研究表明,将滑石纳米片层添加到PCB材料中可以有效提高其介电性能和导电性能。
此外,滑石还具有较低的介电损耗和较高的阻燃性能,可以提高电子设备的安全性。
因此,滑石在PCB领域的应用具有重要的意义。
另外,滑石在电子封装材料中的应用也备受关注。
对于高密度集成电路(HDI)和三维封装技术,封装材料的热稳定性和尺寸稳定性要求日益提高。
滑石因其低热膨胀系数和高热稳定性成为一种理想材料。
研究显示,将滑石纳米片层添加到封装材料中可以提高其热稳定性和机械性能。
此外,滑石还可以改善封装材料的介电性能和导热性能,有助于提高电子器件的性能和可靠性。
此外,滑石还在其他电子材料领域显示出了巨大的应用潜力。
例如,滑石纳米片层可以用于制备柔性电子材料,其可靠的机械性能和低膨胀特性使其成为制备柔性电子器件的理想选择。
此外,滑石也可用于制备超级电容器、电磁屏蔽材料、光学材料等。
尽管滑石在电子材料中的应用潜力巨大,但目前仍存在一些挑战和难题。
《Fe-Ni基类水滑石中金属氧化物的原位生长对其催化性能的影响》篇一Fe-Ni基类水滑石中金属氧化物的原位生长对其催化性能的影响一、引言随着环保和能源利用问题日益凸显,新型催化剂材料的研究与发展变得尤为重要。
其中,Fe/Ni基类水滑石作为一种具有独特结构和优异性能的催化剂材料,近年来受到了广泛关注。
本文将重点探讨Fe/Ni基类水滑石中金属氧化物的原位生长过程及其对催化性能的影响。
二、Fe/Ni基类水滑石的结构与特性Fe/Ni基类水滑石是一种由水合铁、镍离子及其他元素(如铝、镁等)形成的层状双金属氢氧化物。
其独特的多层结构以及在多相催化中的表现吸引了广泛关注。
通过合理的设计与调整,这种材料的结构和组成可得到优化,从而提高其催化性能。
三、金属氧化物原位生长过程在Fe/Ni基类水滑石中,金属氧化物的原位生长是一个重要的过程。
在适当的温度和气氛条件下,水滑石中的金属离子可以被氧化为金属氧化物,形成一种新的结构。
这种原位生长的金属氧化物不仅具有较高的分散性,而且与基体材料之间存在强烈的相互作用,从而提高了催化剂的活性、选择性和稳定性。
四、原位生长对催化性能的影响(一)提高活性金属氧化物原位生长后,其独特的结构和组成使得催化剂的活性得到显著提高。
由于金属氧化物的高分散性和与基体材料的强相互作用,使得催化剂在反应过程中具有更高的反应速率和转化率。
(二)增强选择性原位生长的金属氧化物可以改变反应路径,从而提高反应的选择性。
通过调整金属氧化物的种类和含量,可以实现对目标产物的选择性控制,从而优化催化过程。
(三)提高稳定性原位生长的金属氧化物与基体材料之间的相互作用可以增强催化剂的稳定性,降低其在高温和长期使用过程中的烧结和失活现象。
这有助于提高催化剂的使用寿命,降低生产成本。
五、实验设计与研究方法为了研究Fe/Ni基类水滑石中金属氧化物的原位生长及其对催化性能的影响,我们设计了一系列实验。
首先,通过合成不同配比的Fe/Ni基类水滑石前驱体,然后在一定温度和气氛下进行热处理,使金属离子氧化为金属氧化物。
镁铝铟类水滑石的合成与表征近年来,镁铝铟类水滑石(MAINPs)已被广泛研究,因其具有优秀的力学性能和耐热性.镁铝铟类水滑石是一种新型的固体溶剂,具有高比表面积、高化学稳定性、良好的力学性能和热稳定性。
镁铝铟类水滑石是由多种元素构成的,因此它们可用于合成多种复杂的改性结构,从而有效地改善其力学性能和耐热性。
镁铝铟类水滑石的合成可以有效的改善其力学性能,可采用化学蒸镁、水烧结和固溶,其中固溶合成技术,是一种合成得到镁铝铟类水滑石最有效的方法。
此外,水烧结是另一种有效的合成方式,碳化石灰可以用作水烧结合成MAINPs的热前处理剂。
另一种不同的合成方式是化学蒸镁,该方法主要是通过溶剂热法将镁铝铟类水滑石混合物升温固定,从而形成MAINPs粉末。
除了上述合成方法,还采用了表征技术来检测镁铝铟类水滑石的特征和性质。
通常,采用粉末X射线衍射(XRD)技术来检测其结构;采用扫描电子显微镜(SEM)技术来检测其粒度信息;采用拉曼光谱(Raman)技术来检测其结构;采用热重分析(TGA)技术来检测其热稳定性;采用X射线荧光光谱(XRF)技术来检测其元素成分;而采用动态蒸发量分析(DEVA)技术来检测其内部气体含量等等。
然后,通过测试和分析,可以更好的了解镁铝铟类水滑石的特征和性质,从而更好地研究其力学性能和耐热性。
此外,研究人员还可以利用化学沉积技术来控制镁铝铟类水滑石的结构,以改善其力学性能和耐热性。
该技术通过向晶体表面沉积固体溶剂来改变晶体形状,从而提高晶体的力学性能和耐热性。
例如,研究人员可以将含氧铝的晶体放入高温溶液中,使铝沉积到镁铝铟类水滑石的晶体表面上,并形成稳定的氧离子网络层。
综上所述,镁铝铟类水滑石具有优异的力学性能和耐热性,目前,采用合成技术和表征技术,可以有效地改善镁铝铟类水滑石的性能。
因此,研究镁铝铟类水滑石的合成和表征,将有助于其在现代工程领域的应用。
硅酸盐学报· 1730 ·2009年新型镍锡铝水滑石的合成及还原性能潘国祥1,2,倪哲明2,曹枫1,李小年2(1. 湖州师范学院化学系,浙江湖州 313000;2. 浙江工业大学化学工程与材料学院,杭州 310032)摘要:通过改变Ni/Sn和(Ni+Sn)/Al的摩尔比,采用共沉淀法成功合成了新型NiSnAl水滑石(layered double hydroxides,LDHs)。
当n(Ni)/n(Sn)≥16和n[(Ni+Sn)]/n(Al)=2~5时可制备纯水滑石相材料。
当n(Ni)/n(Sn)≤12时,合成样品中除存在水滑石相外,还伴随有SnO杂相。
合成的Ni20SnAl7– LDHs样品形貌呈六边形,其尺寸约为80nm,并且分散性良好。
热重–差热分析显示:在Ni3Al–LDHs基础上添加Sn,其热稳定性变差;随着n[(Ni+Sn)]/n(Al)增大,水滑石层板羟基及层间碳酸根的热分解温度降低。
H2程序升温还原分析表明:样品还原过程包含2个阶段,低温还原峰对应于Ni/Sn 从水滑石层板中直接还原,高温还原峰则为Ni/Sn从氧化物NiSnAl(O)中还原。
并且Sn含量越高,Al含量越低,NiSnAl–LDHs样品越容易被还原。
关键词:镍锡铝水滑石;合成与表征;热稳定性;还原特性中图分类号:O611.6 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2009)10–1730–05SYNTHESIS AND REDUCTIVE PROPERTIES OF NEW Ni–Sn–Al LAYERED DOUBLE HYDROXIDESP AN Guoxiang1,2,NI Zheming2,CAO Feng1,LI Xiaonian2(1. Department of Chemistry, Huzhou Teachers College, Huzhou 313000, Zhejiang; 2. College of Chemical Engineering andMaterials Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310032, China)Abstract: New Ni–Sn(Ⅱ)–Al layered double hydroxides (NiSnAl–LDHs) were successfully synthesized using coprecipitation by modifying the mole ratio of n(Ni)/n(Sn) and n(Ni+Sn)/n(Al). The synthesized materials with unitary hydrotalcite phase can be ob-tained if n(Ni)/n(Sn)≥16 or n(Ni+Sn)/n(Al)=2–5. When n(Ni)/n(Sn)≤12, the synthesized samples contain a SnO phase as well as a hydrotalcite phase. The structure of Ni20SnAl7–LDHs particles is hexagonal and the powders are well dispersed with a size of 80nm. Sn-substituted LDHs samples showed less thermal stability compared to Ni3Al–LDHs. With the ratio of n(Ni+Sn)/n(Al) increasing, the de-composition temperature of the hydroxyl layer and interlayer carbonate decreased. The H2–TPR (temperature programmed reduction) char-acterization of NiSnAl–LDHs showed that the reductive process of LDHs contains two steps. The low-temperature reductive peak seems to be resulted from the direct reduction of Ni/Sn ions within the layers, while the high-temperature reductive peak seems to be resulted from the reduction of NiSn(O). Additionally, the NiSnAl–LDHs tend to be reduced as the Sn content increases or the Al content decreases.Key words: nickel–tin–aluminum layered double hydroxides; synthesis and characterization; thermal stability; reductive property水滑石类材料(layered double hydroxides,LDHs),也称层状阴离子黏土,是一种重要的无机功能材料。
水滑石的结构和性质以及市场应用介绍讲解学习水滑石是一种常见的高岭土矿物,化学组成为Mg3Si4O10(OH)2、它具有层状结构,由正四面体的硅氧化物和八面体的镁氧化物构成,中间以氢氧化物桥联。
水滑石是一种软质矿石,硬度为1-2,颜色多为白色、灰色或淡黄色。
水滑石具有一系列独特的性质和特点。
首先,水滑石具有良好的吸附性能,对有机物和金属离子有很强的吸附能力。
这使得它在环境污染治理和废水处理中得到广泛应用。
其次,水滑石是一种低温矿物,可以在500℃以下稳定存在,这使得它成为一种理想的阻燃剂。
此外,水滑石具有较高的吸湿性和保水性能,可用于调节湿度和保湿。
此外,水滑石还具有一定的防辐射能力,通过吸收和缓冲射线来保护人体免受辐射伤害。
水滑石在各个领域都有广泛的应用。
首先,在建筑材料方面,水滑石可用作填充剂、增稠剂和涂料成分,可以提高材料的强度、稳定性和耐候性。
其次,在环境治理方面,水滑石可以用于废水处理、气体吸附和重金属离子吸附等方面。
它可以有效去除废水中的有机物和重金属,净化水质。
此外,水滑石还可用于混凝土和陶瓷的增强剂、绝缘材料、填充剂和防火材料等领域。
在食品工业中,水滑石被广泛用作食品添加剂,用于增稠、稳定和吸湿等功能。
此外,水滑石还可以用于制备催化剂、润滑剂、陶瓷材料和橡胶填充剂等。
除了以上应用外,水滑石还可以用于医疗健康领域。
由于其良好的吸湿性和保湿性能,水滑石可以制成膏体、软膏和药膏等形式,用于外科手术、创伤护理和皮肤护理等。
此外,水滑石还可以用于制备无菌敷料和药物缓释体,可以提高治疗效果和患者的舒适度。
总之,水滑石是一种常见的矿物,具有良好的吸附性能、阻燃性能和保湿性能等特点。
它在环境治理、建筑、食品工业和医疗健康等领域具有广泛的应用前景。
随着对环境保护和健康生活要求的提高,水滑石的市场前景将更加广阔。
类水滑石摘要根据近十几年的文献,对类水滑石的性质,制备及应用进行了综述。
介绍了类水滑石材料的合成方法以及作为催化剂,添加剂,吸附剂在有机合成反应,石油化学,塑料工业,水处理等方面的应用。
目录1类水滑石2性质3制备4应用目录1类水滑石2性质3制备4应用类水滑石类水滑石化合物(Hydrotalcite-like compounds,HTlc)是由带正电荷的金属氢氧化物层和层间电荷平衡阴离子构成的层状双金属氢氧化物。
可用通式表示为 [M2+1-xM3+x(OH)2]x+[An-x/n] ·mH2O,其中M2+ 是二价金属阳离子,可以有Fe2+,Co2+,Cu2+,Zn2+,Mn2+ 等;M3+ 是三价金属阳离子,可以有Fe3+,Cr3+等,由这些二价和三价金属离子的有效组合,可形成二、三元甚至四元的HTlcs。
An- 为层间阴离子,可为无机阴离子如Cl-、CO32-等;也可以是有机阴离子,如对苯二甲酸根以及配合物阴离子如Zn(BPS)34 -等;还可以为同多或杂多阴离子如V10O286 -及层状化合物如[ Mg2Al(OH)] -等。
A是价数为-n的阴离子,X是M3+与{M3++M2+}的摩尔比。
HTlc单元晶层相互平行重叠形成层状结构,层状结构中的每一层的结构和水镁石Mg(OH)2类似(水镁石为正八面体结构,结构中心为Mg2+,六个顶点为OH-,相邻的正八面体通过羟基共用边相互连接形成片层),是由金属(氢)氧八面体靠共用边相互连接而成,但化学组成与水镁石不同,其中部分二价金属离子被三价金属离子代替(称为同晶置换),称为类水镁石层。
类水镁石层相互平行重叠形成HTlc层状结构.层和层之间有孔隙,通常称为通道 (Gallery)。
水镁石层是电中性的,而类水镁石层中由于三价金属离子同晶置换部分二价金属离子而带有剩余正电荷。
这种由晶体结构本身产生的电荷与外界条件(如分散介质的pH,电解质等)无关,所以称为永久电荷。
镍铁、镍铝类水滑石及其衍生材料的制备和性能研究本文采用共沉淀法,用二价金属镍盐与三价金属铁盐或铝盐为原料制备了镍铁、镍铝类水滑石材料,将所制得的材料在氨气气氛中焙烧,得到镍铁与镍铝类水滑石的衍生材料。
采用XRD、FT-IR、SEM、XPS、N<sub>2</sub>吸附-脱附等测试方法对所制备的材料进行了表征。
结果表明,镍铝类水滑石衍生材料是由金属镍与Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>的晶体组成的,镍铁类水滑石衍生材料是由金属镍与Ni-Fe合金的晶体组成的。
通过用震动样品磁强计测试(VSM)结果表明,镍铝类水滑石衍生材料具有较强的磁性,在Ni/Al=4:1、氨气气氛下制得的衍生材料其比饱和磁化强度为35.28 emu/g,矫顽力5.01 Oe,剩磁为5.02 emu/g;同样,在Ni/Fe=1:1、氨气气氛下制得的镍铁类水滑石衍生材料具有很强的磁性,其比饱和磁化强度为79.99 emu/g,矫顽力4.13 Oe,剩磁为4.14 emu/g。
本文采用共沉淀法,通过二价金属镍盐与三价金属铝盐制备出镍铝类水滑石材料,Ni-Al摩尔比分别为(1:1、2:1、3:1、4:1、5:1),然后在氨气气氛中煅烧,制得镍铝类水滑石衍生材料。
通过XRD、SEM、VSM、FT-IR、SEM、BET等技术手段对其结构、形貌、颗粒大小等进行了表征。
XRD测试结果显示Ni/Al摩尔比为4:1时,衍射峰尖锐且对称,类水滑石结晶度高。
本文也客观的评价了两种材料催化性能。
探讨了焙烧温度、反应温度、合成镍铝类水滑石材料的摩尔比等因素对催化效果的影响。
获得了最优的合成条件为:焙烧温度500 <sup>℃</sup>、摩尔比为3:1,最优的反应条件为:反应的温度为180 <sup>℃</sup>、反应的时间为6 h、镍铝类水滑石衍生材料(氨气条件下500 <sup>℃</sup>煅烧)的加入量为0.3 g。
硅 酸 盐 学 报 · 72 ·2009年超分子结构[Co(C 2O 4)3]3–插层镁铝水滑石的组成及热稳定性王力耕,余 锋,潘国祥,应逸文,龚 渊,倪哲明(浙江工业大学化学工程与材料学院,杭州 310014)摘 要:以Mg 0.67Al 0.33(OH)2(NO 3–)0.33·0.61H 2O 水滑石为前驱体,用离子交换法将三草酸合钴酸根([Co(C 2O 4)3]3–)插入到层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides ,LDHs)层间,用X 射线衍射谱、Fourier 变换红外光谱、热重–差热分析和电感偶合等离子体发射光谱等对样品进行表征。
结果表明:[Co(C 2O 4)3]3–可取代层间的NO 3–组装得到晶体结构良好的[Co(C 2O 4)3]3––LDHs 。
[Co(C 2O 4)3]3––LDHs 的层间距为1.008 nm ;通过与半经验PM3分子轨道法优化计算得到的[Co(C 2O 4)3]3–三维尺寸进行比较,推测客体[Co(C 2O 4)3]3–是沿短轴垂直于层板的方式单层交替排布于层间,与主体层板通过氢键与静电作用形成超分子结构,增加了[Co(C 2O 4)3]3–的稳定性。
关键词:水滑石;插层;超分子结构;热稳定性中图分类号:O614.22;O614.3;O614.81 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2009)01–0072–04COMPOSITION AND THERMAL STABILITY OF SUPRAMOLECULAR ASSEMBLY [Co(C 2O 4)3]3–INTERCALATED Mg–Al LAYERED DOUBLE HYDROXIDESWANG Ligeng ,YU Feng ,P AN Guoxiang ,YING Yiwen ,GONG Yuan ,NI Zheming(College of Chemical Engineering and Materials Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)Abstract: [Co(C 2O 4)3]3–pillared Mg–Al layered double hydroxides (LDHs) were successfully assembled by ion-exchange method using Mg 0.67Al 0.33(OH)2(NO 3–)0.33·0.61H 2O as a precursor. The samples thereby obtained were characterized by X-ray diffraction, Fou-rier transform infrared microscopy, thermogravimetric–differential thermal analysis and inductive coupled plasma emission spec-trometry measurements. The results show that the original interlayer nitrate anions of the Mg/Al–LDHs can be replaced by [Co(C 2O 4)3]3–, producing [Co(C 2O 4)3]3– intercalated Mg/Al–LDHs ([Co(C 2O 4)3]3––LDHs) with good crystallinity. The interlayer spacing of the as-synthesized [Co(C 2O 4)3]3––LDHs is 1.008 nm, and it is compared with a three-dimensional molecular size of [Co(C 2O 4)3]3– calculated from the PM3 semi-empirical molecular orbital method. The [Co(C 2O 4)3]3– guests are arranged by an alter-nate and monolayer positioned vertically (along the short axis orientation) between layers. The interaction of the host layers and the guests occurs through hydrogen bonding and electrostatic attraction, confirming that the intercalated LDHs have a supramolecular structure, which increases the thermal stability of [Co(C 2O 4)3]3–.Key words: layered double hydroxides; intercalation; supramolecular structure; thermal stability水滑石,又称层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides, LDHs),[1] 其化学式为[M 2+1–x M 3+x (OH)2]x+ (A n –)x/n ·m H 2O(其中:M 2+和M 3+分别代表2价和3价金属阳离子,下标x 为金属元素的含量变化,A n –代表层间电荷数为n 的有机或无机阴离子,m 为层间水分子的数目[2])。
镁铝水滑石表征
镁铝水滑石是一种矿物,化学式为Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O。
它是一种白色至灰色的软质岩石,具有良好的滑腻感和光泽。
在工业上,镁铝水滑石是一种广泛使用的重要原料。
它被用作填充剂、涂料、塑料、橡胶等材料的增强剂,以及制造各种陶瓷、玻璃、纸张等产品的原料。
此外,镁铝水滑石还被广泛应用于建筑、医药、食品等行业。
镁铝水滑石的表征包括其晶体结构、矿物成分、物理特性等。
X 射线衍射分析表明,镁铝水滑石属于层状双羟基簇石类矿物,其结构由镁、铝和碳酸根离子交替排列而成。
矿物成分主要包括镁、铝、碳酸根、水等元素。
物理特性方面,镁铝水滑石的硬度为2.5-3,比重为2.5-2.8 g/cm3,具有很好的滑腻感和光泽。
总之,镁铝水滑石是一种重要的工业原料,具有广泛的应用前景。
其表征包括晶体结构、矿物成分、物理特性等方面,对于深入研究其性质和应用具有重要意义。
- 1 -。