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项目名称：高性能凹凸棒石/二氧化钛复合材料的制备、功能化与应 用技术 推荐单位：常州大学 项目简介： 凹凸棒石又名坡缕石或坡缕缟石，是一种以凹凸棒石为主要成分的含水富镁铝硅酸盐黏 土矿物，由于凹凸棒石独特的棒晶形貌和孔道结构，目前已在许多方面得到了应用。凹凸棒 石黏土矿在江苏盱眙探明储量占世界总量的48% ，国内总量的74%，目前已有30 多家企业， 形成了特色产业，但产品的附加值相对较低，产品售价低于1500 元/ 吨。二氧化钛有锐钛矿、 金红石和板钛矿等三种晶型，前两者为四方晶系，后者为斜方晶系，其中锐钛矿和金红石是 最有用和研究的最多的两种晶型。通常，液相法首先制备出无定形结构的氧化钛前驱体，然 后在300~500℃下热处理使其转化成锐钛矿结构，最后须经700℃以上的高温煅烧，相变后 才能得到金红石结构的纳米 TiO 。纳米二氧化钛由于粒径小、比表面面积大和表面能高， 2 极易团聚成较大粒子而影响其优异纳米性能。 本项目以凹凸棒石黏土资源高质量利用为目标，将不同晶型和不同形貌二氧化钛纳米粒 子均匀且牢固负载在凹凸棒石单晶表面，形成凹凸棒石/二氧化钛纳米复合材料。在此关键 技术的基础上，对复合材料进一步进行功能化调控修饰，最终形成了凹凸棒石基钛系光催化 剂、Cu O/TiO / 凹凸棒石吸附脱硫剂、ZnO/TiO / 凹凸棒石全波段紫外线屏蔽材料和聚苯胺 2 2 2 /TiO / 凹凸棒石导电材料等系列产品，并成功实现了产业化。其主要技术内容包括： 2 1、利用凹凸棒石表面的负电性来诱导钛盐水解，在凹凸棒石核体表面原位生长高活性 锐钛矿型纳米 TiO 。纳米TiO 在太阳光照驱动下能有效促进醇还原 Cu2+ ，使得纳米Cu O 2 2 2 能高分散地沉积在纳米 TiO / 凹凸棒石复合载体表面。Cu O/TiO / 凹凸棒石复合材料兼具凹 2 2 2 凸棒石的物理吸附和Cu O 的化学吸附双重功能，对油品中的噻吩类硫化合物起到协同吸附 2 的作用。 2 、采用低温晶化法，利用凹凸棒石棒晶表面的硅羟基和残键诱导带正电荷钛离子的水 解，实现了凹凸棒石与水解产物金红石型纳米TiO2 的自组装。揭示了金红石型纳米TiO2 的 形成机制，制得了一种具有优异的分散性和补强性能的金红石型纳米 TiO / 凹凸棒石紫外线 2 阻隔材料。在此研究基础上，通过复合纳米ZnO 粒子拓宽了复合材料的紫外线屏蔽范围， 获得了一种具有全波段紫外（UVA 和 UVB ）屏蔽性能的ZnO/TiO / 凹凸棒石紫外线阻隔材 2 料，产品已成功用于涂料和化妆品等行业。 3、利用凹凸棒石棒晶表面的纳米TiO2 核体作为螯合剂，将硫酸螯合于纳米 TiO2 表面 形成固体酸掺杂剂。以纳米 TiO / 凹凸棒石为核，通过原位氧化聚合法，在核体表面构筑聚 2 苯胺导电层，赋予凹凸棒石导电功能。解决了传统工艺因产品洗涤时造成大量掺杂酸的脱杂 和酸性废水等问题，材料已成功应用于导电和抗静电涂料中，具有用量少、导电性好、抗氧 化性强等优点。 4 、本项目充分利用凹凸棒石吸附性、胶体性和抗盐性等独特的性能，以凹凸棒石单晶 为载体，在其表面同时负载高活性混晶型纳米TiO 和磁性Fe O ，然后在TiO 表面原位组 2 3 4 2 装聚苯胺，开发一种可回收、低成本、高催化活性的凹凸棒石基光催化材料，成功用于含盐 有机废水处理。 项目形成了具有自主知识产权的关键核心技术，获授权发明专利````件。发表论文···篇。