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分步升温法制备有机硅烷嫁接高岭石
  • ISSN号:0454-5648
  • 期刊名称:硅酸盐学报
  • 时间:2013.10.10
  • 页码:1571-1576
  • 分类:TQ174.75[化学工程—陶瓷工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]深圳职业技术学院,广东深圳518055, [2]中国科学院广州地球化学研究所,广州510640
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(U0933003;41002015);国家科技支撑计划基金项目(2011BAB03806);广东省自然科学基金项目(S2011020003599).
  • 相关项目:粘土矿物的表面反应性与有机硅烷化研究
中文摘要:

高岭石表面的有机硅烷化可以显著提高其表面与有机物的亲和性,从而在纳米复合材料、环境吸附材料等领域具有广阔的应用前景,是实现高岭石资源高效利用的重要途径。先将二甲基亚砜(DMSO)与高岭石反应,获得DMSO插层高岭石前驱体;然后采用自制的密闭容器动态调压装置,在N2气气氛下,分别在117、173和200℃3个阶段,使DMSO插层高岭石与γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)充分反应。反应产物的X射线衍射、Fourier变换红外光谱及热重–差热分析结果均表明,APTES成功嫁接于高岭石的内表面,获得了APTES嫁接高岭石复合物。嫁接产物的d(001)=0.997nm,表明APTES已成功进入高岭石的层间;同时,嫁接反应后,高岭石内表面羟基伸缩振峰(3695cm–1)的强度显著减弱,说明在嫁接反应过程中,内表面羟基参与了缩合反应并消耗了部分内表面羟基;在其热重曲线中,位于430℃附近的质量损失主要归因于嫁接有机硅的脱失。与已有研究成果相比,采用密闭容器动态调压装置,以分步升温法可以降低有机硅烷嫁接反应的温度、减少N2用量。

英文摘要:

Silylation is efficient to improve the compatibility between clay mineral and organics. The obtained materials display potential industrial applications such as clay/polymer composites and novel adsorption materials. In this paper, the precursor of kaolin- ite/dimethyl sulfoxide (DMSO) complex was obtained via intercalation reaction. The silylation of the obtained precursor was conducted in a designed hermetic container with y-aminopropyltriethoxysilane (APTES) under N2 at 117, 173 and 200 ℃, respectively. The results demonstrate that APTES is grafted on the inner surfaces of kaolinite. The silylated product shows a basal spacing at d(00l)= 0.997 nm, indicating the effective intercalation of APTES. A decrease of peak intensity at 3 695 crn-1 in Fourier transform infrared spectrum of the silylated product, due to the stretching vibration of inner surface hydroxyls, indicates a consumption of the inner surface hydroxyls during condensation between kaolinite and APTES. The mass loss at 430 ℃ in the thermogravity curve of the sily- lated product should be attributed to the decomposition of the grafted APTES. The silylation of kaolinite inner surfaces via thermal treatment in the hermetic container can reduce the reaction temperature and the consumption of N2.

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期刊信息
  • 《硅酸盐学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会
  • 主编:南策文
  • 地址:北京海淀区三里河路11号
  • 邮编:100831
  • 邮箱:jccsoc@sina.com
  • 电话:010-57811253 57811254
  • 国际标准刊号:ISSN:0454-5648
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2310/TQ
  • 邮发代号:2-695
  • 获奖情况:
  • EI Compendex、CA、SA、PI收录期刊,全国核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27713