氨基酸(ABS,Lys,Gly)组装蒙脱石—水滑石复合插层材料的制备、结构表征及结构模拟

摘要

本文分别用了对氨基苯磺酸(ABS)、赖氨酸(Lys)和甘氨酸(Gly)为客体离子对蒙脱石(MMT)和水滑石(LDH)进行了复合插层组装。首先进行了对氨基苯磺酸对水滑石和蒙脱石的修饰改性实验，之后将修饰的水滑石和蒙脱石进行了先剥离再复合组装，得到了ABS组装的蒙脱石-水滑石复合插层材料。另外，采用赖氨酸和甘氨酸对蒙脱石和水滑石进行了修饰改性，用机械搅拌、超声波处理和层板剥离再组装三种不同工艺对修饰后的产物进行了复合组装，得到了赖氨酸或甘氨酸复合组装的蒙脱石-水滑石插层材料。对以上产物分别做了FT-IR、XRD、TG-DTA和SEM表征，并采用Materials Studio计算软件对复合物进行了结构模拟，得出了模拟的XRD图谱。大体工作如下:
　　 (1)采用共沉淀法合成了对氨基苯磺酸根插层的水滑石(ABS-LDH)，并通过甲酰胺溶液对其实现了层板剥离;利用去离子水实现了钠基蒙脱石的充分溶胀，得到了蒙脱石溶胀的水溶液;将剥离的ABS-LDH甲酰胺溶液与溶胀的MMT水溶液按照不同的反应比例进行了复合反应，用FT-IR、XRD、TG-DTA、SEM等分析测试方法对产物进行了表征，XRD测试结果表明，当ABS-LDH与Na-MMT以一定比例混合时，LDH与MMT片层原来纵向层板堆叠衍射峰消失，得到了LDH与MMT以较薄片层结合的复合产物。采用MS对ABS-LDH、ABS-MMT及ABS复合物的结构和XRD图谱进行了模拟。
　　 (2)采用共沉淀法和离子交换法合成了赖氨酸和甘氨酸插层修饰的蒙脱石和水滑石，修饰的蒙脱石用去离子水进行了溶胀处理，插层水滑石于水中和甲酰胺中进行分散和剥离;将分散于水中的氨基酸-水滑石与溶胀的蒙脱石混合，采用机械搅拌和超声波实现复合组装;将水滑石剥离的甲酰胺溶液与溶胀的蒙脱石混合，得到了剥离复合的插层材料;然后采用FT-IR、XRD、TG-DTA和SEM等测试方法对产物做了表征。测试结果表明，通过剥离复合实现了赖氨酸对蒙脱石和水滑石层板的组合，而甘氨酸通过三种不同复合方式都部分得到了二者层板组合的复合产物。采用MS对氨基酸修饰的蒙脱石、水滑石以及二者的复合物的结构和XRD图谱进行了模拟。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 蒙脱石类材料研究概述

1．2．1 蒙脱石的性质

1．2．2 蒙脱石插层材料的制备

1．2．3 蒙脱石的剥离性能研究

1．2．4 蒙脱石的应用

1．3 水滑石类材料研究概述

1．3．1 水滑石的性质

1．3．2 水滑石插层材料的制备

1．3．3 水滑石的剥离性能研究

1．3．4 水滑石的应用

1．4 氨基酸概述

1．4．1 氨基酸简介

1．4．2 氨基酸插层蒙脱石

1．4．3 氨基酸插层水滑石

1．5 酸碱双功能催化材料的研究概述

1．5．1 “一锅法”合成

1．5．2 酸碱双功能催化材料的研究进展

1．6 蒙脱石和水滑石组装概述

1．7 课题的研究内容和意义

第二章 实验部分

2．1 实验试剂

2．2 实验仪器

2．3 材料的表征与结构模拟方法

2．3．1 X射线衍射(XRD)

2．3．2 傅里叶变换红外(FT-IR)

2．3．3 热重差热(TG-DTA)

2．3．4 扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)

2．3．5 结构模拟方法

第三章 对氨基苯磺酸组装蒙脱石-水滑石复合插层材料

3．1 引言

3．2 实验部分

3．3 结果与讨论

3．3．1 对氨基苯磺酸插层水滑石

3．3．2 对氨基苯磺酸插层蒙脱石

3．3．3 对氨基苯磺酸组装蒙脱石-水滑石复合插层材料的合成

3．4 本章小结

第四章 氨基羧酸组装蒙脱石-水滑石复合插层材料

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 赖氨酸组装蒙脱石-水滑石插层材料

4．2．2 甘氨酸组装蒙脱石-水滑石插层材料

4．3 结果与讨论

4．3．1 赖氨酸组装实验

4．3．2 甘氨酸组装实验

4．4 本章小结

第五章 氨基酸组装蒙脱石-水滑石复合插层材料的结构模拟

5．1 引言

5．2 对氨基苯磺酸复合插层材料的结构模拟

5．3 赖氨酸复合插层材料的结构模拟

5．4 甘氨酸复合插层材料的结构模拟

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 创新点

6．3 展望

参考文献

致谢

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