2-氨基吡啶/高岭土插层复合材料的文献综述
2020-04-13 15:32:05
近几十年来,人们日益重视高岭石插层的研究,其有机复合材料表现出了优良的吸附、分散、反应活性等性质,复合材料的多种优良性质使其在众多领域显现出了广阔的应用前景。
高岭土是一种具有层间结构的无机矿物,一些极性有机化合物如二甲基亚砜( dimethyl sulfo xide, 简称DMSO ) 能直接插入其层状结构间,,形成一种具有流变性、吸附性、分散性、表面酸性等特殊性能的插层化合物,,使其在催化剂、功能材料、陶瓷材料和纳米复合材料等许多领域具有重要的应用前景。[1]
Lagaly已经阐明高岭土插层作用的基本原理:某些活性有机物可以直接进入高岭土层间,使高岭土的层间距增加,甚至可以使高岭土剥片形成单层粘土。有些非活性的客体,虽然不能直接插入高岭土层间,但是可以利用”取代法”或在”夹带剂”存在的条件下,插入高岭土层间。3-氨基吡啶就是这种分子,它就是插层化学中典型的客体分子。[2]
本论文工作中,用溶剂热方法,将3-氨基吡啶插层到高岭土层间,得到3-氨基吡啶/高岭土。研究制备3-氨基吡啶/高岭土插层复合材料的工艺研究(插层剂浓度、插层温度、插层反应时间、溶剂pH等)、对所得产品进行红光谱分析、对产品进行元素分析以及对产品进行TG分析等表征。
1 高岭土插层复合材料的制备方法
1.1 水热法
含杂环的有机化合物分子一般很难进入高岭石的层间,必须通过前驱物先将其层间撑开,并对其层间进行表面改性,才有可能成功引入有机分子。夏华[3] 曾首先以高岭石/DMSO插层复合物为前驱体,用甲醇取代DMSO进入高岭石层间形成高岭石/甲醇插层复合物为中间体,再次取代制备了高岭石/吡啶插层复合物。顾晓文等[4]采用微波辐射法以高岭石/DMSO插层复合物为前驱体,成功制备了高岭石/N-氧化吡啶插层复合物,并说明N-氧化吡啶以单分子层形式垂直排列于高岭石层间。侯桂香等[5]也曾以高岭石/DMSO插层复合物为前驱体,采用二次取代法制备了高岭石/咪唑插层复合物。
1.2 熔融法[6]
吡啶羧酸类物质分子相对较大,加上环上带有羧酸基团,使分子之间易以氢键键合而形成环状结构,采用水热法难以成功插入高岭石层间。而熔融插层法不仅浓度梯度高,而且可以打破纯液相有机分子之间以氢键键合或由偶极缔合而形成的网状或环状结构,使未成键的分子比例增加从而有利于插层作用的进行,具有插层速度快,污染较小等优势。