高嶺土-水合肼插層復合物的制備
肼對高嶺土的插層能力非常強,插層速率遠高於其他有機小分子如脲、乙酸鉀、甲酰胺等,它的插層在短時間內即可完成,0.5h內插層率可達到90%以上,由它制備的高嶺土-肼(Kao-HY)復合體也常用作制備其他高嶺土-有機復合物的前驅體。Kao-HY復合物不穩定,水洗或風幹即可發生脫嵌,因此肼的插層復合物只能存在於肼溶液保存的濕樣中。利用Kao-HY的不穩定性可以用於高嶺土的化學剝片,經過插層、脫嵌,即得到細粒的高嶺土。本次工作主要用硬質高嶺土粉磨後樣品直接插層,研究肼的插層效果,考察其在剝片中的應用。
壹、實驗用主要原料
高嶺土:萍鄉硬質高嶺土,≤200目。水合肼,化學純,含量≥80.0%。無水乙醇,化學純,含量≥99.7%。
二、Kao-HY的制備
高嶺土10g,肼溶液10ml,混合後溫和研磨10min,靜置30min,過濾,用濕樣作XRD測定插層率。
三、Kao-HY的XRD分析
肼插層高嶺土後,高嶺石的層間距從0.717nm膨脹到1.042nm。因此可以根據兩個X射線衍射峰的強度比來衡量插層反應進行的程度,即用插層率RI來表示。插層後高嶺土-肼復合物(K-HY)的XRD圖譜見圖3-43b,經計算插層率為98.5%。水漂洗(圖3-43c)3次或50℃烘幹(圖3-43d)後,1.042nm衍射峰消失,表明肼已經脫嵌。
圖3-43 高嶺土-肼復合物的XRD圖譜
(a)高嶺土原樣;(b)Kao-HY復合物;(c)Kao-HY水漂洗樣;(d)Kao-HY直接烘幹樣
清除肼插層劑後,高嶺石的結晶度降低,XRD圖譜中0.717nm峰值減小,半高寬增大,峰的形態也不對稱。特別是肼直接加熱後的峰強大為減弱,峰的左肩在低角度區比原樣升高,表明加熱後有壹部分高嶺土被剝離為納米級層片。
綜合來看,在直接插層合成的高嶺土-有機復合物中,肼對高嶺土的插層速率最高,插層率也極高;但其穩定性較差,應用受到限制,用於插層剝片則由於速度快、殘留物少、易於工業化生產而具有極大的應用前景。