高岭土有机插层复合物的制备 表征及插层机理研究-矿物材料工程专业论文.docxVIP

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高岭土有机插层复合物的制备 表征及插层机理研究-矿物材料工程专业论文

学位论文使用授权声明 本人完全了解中国矿业大学有关保留、使用学位论文的规定,同意本人所撰 写的学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理: 作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者须授权所在学校拥有学位 论文的部分使用权,即:①学校档案馆和图书馆有权保留学位论文的纸质版和电 子版,可以使用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文;②为教学和 科研目的,学校档案馆和图书馆可以将公开的学位论文作为资料在档案馆、图书 馆等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。另外,根据有关法规,同意中国 国家图书馆保存研究生学位论文。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权书)。 作者签名: 导师签名: 年 月 日 年 月 日 中图分类号 TB332;O433 学校代码 10290 UDC 620.3 密 级 公开 中国矿业大学 博士学位论文 高岭土/有机插层复合物的制备、表征及 插层机理研究 Study on the preparation, characteration and intercalation mechanism of kaolinite-organic intercalation compouds 作 者 张生辉 导 师 强颖怀 申请学位 工学博士 培养单位 化工学院 学科专业 矿物材料工程 研究方向 复合材料 答辩委员会主席 任天辉 评 阅 人 二○一二年三月 论文审阅认定书 研究生 张生辉 在规定的学习年限内,按照研究生培养方案 的要求,完成了研究生课程的学习,成绩合格;在我的指导下完成本 学位论文,经审阅,论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同, 论文撰写格式符合学校的相关规定,同意将本论文作为学位申请论文 送专家评审。 导师签字: 年 月 日 致谢 本文是在导师强颖怀教授的悉心指导下完成的。几年来,强颖怀教授对学生 在学术上不断的给予启发,在科研方面耐心的指导和鼓励,在实验条件、资金上 给与了大力的支持,使本论文得以顺利完成。强颖怀老师优秀的做人品质,渊博 的知识,活跃的学术思想,开拓创新的精神,严谨的治学态度,忘我的工作精神, 高屋建瓴把握全局的能力使学生深深感受到了一位杰出的科学工作者的应具备 的素质和品质,这也是导师传授给学生最宝贵的财富。值此毕业之际,谨向导师 致以深深的感谢和崇高的敬意!本文中字里行间无不凝聚着导师的智慧和心血。 在本论文的实验设计及课题选择过程中,感谢材料学院的欧雪梅教授、张亚 非老师和赵宇龙老师给予了建设性意见,在实验过程中沈承金教授、王庆良教授 等均给予了热情帮助及指导,材料实验室的王温银老师和王振忠老师在实验过程 中也给予了热情的的帮助。感谢测试中心的王超老师在实验结果分析表征过程中 给予的协助和指导。感谢研究生沈青峰、蒋元博以及张欣、李杰、王波、朱赵周、 欧阳高凤等同学在试验过程中给予的热情协助。 感谢材料学院的各位领导和同事对本人攻读博士学位期间在工作上、学业上 给予的帮助、理解和支持;感谢我的家人为使我能顺利完成学业而给予生活中支 持和理解。 衷心感谢在百忙之中评阅本文的各位专家,恳请各位专家对我的论文和今后 学术研究给予指导和帮助! 张生辉 2012 年 3 月 I 摘 要 高岭土是一种1:1型层状硅酸盐,其有机插层复合物既具有粘土矿物特有的 吸附性、分散性、流变性、多孔性和表面酸性,又具有插层剂官能团的反应活性。 作为新型的复合材料,在高性能聚合物基复合材料、高性能有机纳米陶瓷、非线 性光学材料、功能材料等方面有着广泛的应用前景。 目前高岭土有机插层领域的研究多集中在复合物的制备及结构分析方面,插 层机理仍不清楚,对于插层复合物的结构及插层剂分子在层间的形态仍存在着广 泛的争议,主要是因为插层反应达到平衡所需时间较长,对插层过程的研究存在 困难。另外,制备的插层复合物体系并不纯净,不可避免的存在吸附态的插层剂 分子和未参加插层的高岭土,其将对正确的表征复合物、探讨复合物的结构以及 插层机理的判断产生影响。为此,本论文在研究了未插层高岭土和吸附态插层剂 对复合物表征影响的基础上,制备得到了相对较为纯净的插层复合物,探讨了复 合物的结构,研究了复合物脱嵌反应的动力学问题,推测了插层机理,并通过实 时监控技术验证机理的正确性,以期为后续制备聚合物插层复合材料提供理论基 础。 论文用悬浮法和熔融二次取代法分别制备得到了 DMSO、甲酰胺、乙酰胺、 苯甲酰胺等高岭土插层复合物。有机分子的插层使得原高岭土的 d001 值从 0.720 nm 分别扩张到 1.123 nm、1.013 nm、1.102 nm 和 1.428 nm,插层率为 99 %、78 %、 61 %和 82 %。插层剂分子进入

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