镁铝双羟基水合物的合成及其对碘离子吸附性能的研究.doc

1、 镁铝双羟基水合物的合成及其对碘离子吸附性能的研究 摘要 镁铝双羟基水合物 (Magnesium Aluminate double hydroxyl hydrate，简写为 Mg-Al-LDHs)，又称类水滑石化合物 (Hydrotalcite like compound，简写为 HTlc)， 是一类由带正电荷层和层间填充带负电荷的阴离子所构成的阴离子型层状化合物，在吸附、离子交换和催化等领域具有广泛的应用。实验室以硫酸镁、硫酸铝、硝酸镁、硝酸铝、氢氧化钠及纯碱等为原料，采用共沉淀法制备了镁铝水滑石 。 并进行了 IR光谱图 表征 ，表征结果表明：镁铝水滑石结构中含有主要基团 氢键、 -OH、

2、 C-O。 经过研究了镁铝水滑石对碘离子的吸附性能 ， 研究表明，镁铝水滑石对碘离子具有较好的吸附性能。镁铝水滑石对水溶液中碘离子吸附的最佳条件为 ： 碘离子 初始浓度为 100mg/L，投加量为 3.5g/L，吸附温度为 25 ，吸附时间为 8h，吸附初始 pH为 7.5，其对碘离子的吸附符合 Langmuir方程，饱和吸附量达 22.32mg/g。 通过对 镁铝 水滑石的动态吸附的研究得到： 改变吸附 剂 高度 ,吸附 剂 高度越大 ,穿透时间越长。 当吸附 剂 高度为 5cm时，出水时间小于 3h时 ， 几乎 可实现碘的零排放，在碘离子的初始浓度为 200mg/L,pH=7.5,流速为

3、4.5mL/min的条件下 ,此时处理的水量为 810mL。动态吸附达到最大饱和吸附量为 17.55mg/g。 水滑石类材料与传统的吸附剂相比，具有吸附容量大、无毒无害、可再生等优点，是一种高效的吸附剂。研究得出了镁铝水滑石对碘离子吸附的部分理论数据和条件，为镁铝型水滑石的工业化应用提供了一些参考。 关键词： 镁铝双羟基水合物 ,吸附 ,吸附等温线 ,穿透曲线 MAGNESIUM ALUMINATE DOUBLE HYDROXYL HYDRATE OF SYNTHESIS AND DISCUSSES IODINE ION ADSORPTION PERFORMANCE OF RESEARCH A

4、bstract Magnesium Aluminate double hydroxyl hydrate(Magnesium Aluminate double hydroxyl hydrate,abbreviations for Mg-Al-LDHs),Also called Hydrotalc ite like compound(Hydrotalc ite like compound,abbreviations for HTlc),which is a kind of for by positively charged layer and layer is filled the negativ

5、ely charged anion between constitute anion type layer compound,in adsorption,ion exchange and catalytic have been widely used.Through laboratory with magnesium sulfate,alumina,nitric acid magnesium,aluminum nitrate,sodium hydroxide and soda ash as raw material,adopting total precipitation preparatio

6、n of Mg-Al-LDHs.And was confirmed by IR spectra characterization,characterization results show that magnesium alum inat e hydrotalc it e struc ture c ontains main groups hydrogen bonding,-OH,C-O.After the study of the magnesium aluminate hydrotalc ite iodine ion adsorption performance.Research shows

7、 that,magnesium aluminate hydrotalcite to iodine ion has good adsorption performance.Magnesium aluminate hydrotalcite adsorption of iodine ion in aqueous solution for the best conditions was obtained with initial concentration of 100mg/L， dosing quantity of 3.5g/L， the adsorption temperature was con

8、sidered at 25 ， absorption time in 8 hours and at initial pH 7.5 of iodine ion.Tt is adsorption of Langmuir equation,It is found that maximum adsorption quantity was obtained at 22.32 mg/g.At the same time,through the dynamic for Mg-Al-LDHs adsorption study get:change adsorption column height,the lo

9、nger adsorption column height,the greater the penetration.When adsorption column height is 5cm,effluent time less than 3 hours,which can achieve iodine zero emissions,the initial concentration for 200 mg/L,pH=7.5,the velocity 450mL/min,under the condition of it,which was able to handling 810mL water

10、.Dynamic adsorption achieve maximum saturation adsorption was17.55 mg/g.HTlc kind of material,compared with traditional absorbent adsorption capacity,with non-toxic,renewable et al.It is a kind of efficient absorbent.Through research that Mg-Al-LDHs to iodine ion adsorption of part of the theory of

11、data and conditions for Mg-Al-LDHs industrialized application also it could provide some reference to deeply study. Key words:Mg-Al-LDHs,Adsorption,Adsorption isotherms,Breakthrough curve 目 录 化工学院盐湖系 I 目 录 1 前 言 . 1 1.1 研究背景 . 1 1.2 国内外研究现状 . 2 1.3 发展趋势 . 3 1.3.1 催化方面的应用 . 3 1.3.2 吸附方面的应用 . 4 1.4 水滑

12、石类材料的性质 . 7 1.4.1 层 间阴离子的可交换性 . 7 1.4.2 热稳定性能 . 8 1.4.3 记忆效应 . 8 1.4.4 组成和结构的可调控性 . 8 1.4.5 酸碱双功能性 . 8 1.4.6 插层功能 . 8 1.4.7 电化学性能 . 9 1.5 研究目的及意义 . 9 1.6 研究内容 . 9 1.7 研究方法 . 9 1.7.1 合成方法 . 9 1.7.2 分析方法 . 11 2 实验部分 . 13 2.1 水滑石的吸附原理 . 13 2.2 实验准备 . 14 2.2.1 实验仪器 . 14 2.2.2 实验试剂 . 14 2.3 水滑石合成方法 . 16

13、2.3.1 镁铝型水滑石的合成工艺流程图 . 16 2.3.2 镁铝型水滑石的合成步骤 (硝酸镁 /硝酸铝 ) . 16 2.3.3 镁铝型水滑石的合成步骤 (硫酸镁 /硫酸铝 ) . 16 2.4 水滑石的表征 . 17 2.5 碘离子浓度的测定步骤 . 19 青海大学本科毕业论文：镁铝双羟基水合物的合成及其对碘离子吸附性能的研究 II 化工学院盐湖系 3 实验结果及讨论 . 23 3.1 碘离子的吸附实验 . 24 3.1.1 镁铝水滑石的不同配比对吸附的影响 . 24 3.1.2 吸附时间对吸附的影响 . 25 3.1.3 水滑石投加量对吸附的影响 . 26 3.1.4 吸附初始 pH

14、对吸附的影响 . 27 3.1.5 吸附温度对吸附的影响 . 28 3.1.6 吸附等温线 . 29 3.2 正交实验设计 . 32 3.3 动态吸附穿透曲线 . 35 4 经济和技术可行性分析 . 37 5 结论 . 39 参考文献 . 41 致谢 . 43 附件 . 45 1 前 言 化工学院盐湖系 1 1 前 言 1.1 研究背景 防治污染、保护环境己日益成为世界各国的一项基本国策。从水环境来看，我国水资源供需矛盾突出，人均水资源拥有量为 2700m3，仅为世界平均水平的 114 位，预计 2050 年将减至 1750m3，属于贫水国。除水资源 匮 乏外，水体污染是面临的严重问题之一。据

15、统计，我国每年废水排放总量已达 3.6651010t，但只有 32%的工业废水得到妥善处理，其余的未经处理就直接排入水体。水体中有机污染物己成为主要的污染形式，表现为高 COD 和 BOD 浓度、水体缺氧、不 良的臭味和颜色。其中阴离子表面活性剂废水是一种治理难度很大的高浓度有机废水。吸附法是当前工业给水、水污染治理与节水回用净化处理工程技术领域中最常用的方法之一，作为有效的去除阴离子表面活性剂的方法也己经被广泛采用，但是现今各类吸附剂本身存在再生困难或费用较高的缺点，所以寻找新型高效的吸附剂是我们现在面临要解决的问题 1-6。 由于水滑石类材料层间阴离子可与外界溶液中的阴离子进行交换，故可作

16、为良好的阴离子污染物吸附剂。近年来，因水滑石特殊的离子交换和记忆效应特性，使得水滑石的应用涉及多个学科，在污染治理方面显 现出优势 7-9，对于水滑石的研究已成为材料科学领域的热点，水滑石及类水滑石化合物因具有特殊的层状结构及物理化学性质，在吸附、催化领域中占有重要位置，可以应用到水处理技术等许多领域，逐渐成为国内外研究的热点之一 10-12。 我国是海盐生产大国，伴随海盐的生产每年副产近 3107m3 苦卤，其主要组分为镁 盐。 卤的利用率不足 20%，且相关行业经济效益较差，导致资源的浪费和环境的污染 13-14。镁资源的开发利用是苦卤化学资源综合利用的核心。 目前国内外对离子的吸附研究主

17、要集中在对阳离子的吸附方面较多，并且 取得了良好的研究 成果 ，但是对阴离子的研究就相对较少，同时水 中 的阴离子的影响又是极其显著的，所以说对水中阴离子的吸附研究是相当有必要的，也是具有重大意义的，实验以镁铝水滑石材料对碘离子的研究来探讨对其吸附性能的效果。 碘是制造无机或有机碘化物的基本原料 ,又是人体和植物必不可少的营养元素 ,在国防及尖端技术方面也有广泛的用途。碘是工业、农业和医药卫生方面的重要物资 ， 其需用量也在日益增加。在农业上 ， 碘是制造农药的原料 ， 还是家禽饲料添加剂 ； 在工业上 ,用于生产合成染料 ,烟雾灭火剂和照相激光乳剂 ； 在有机合成反应中 ,碘是良 好的催化剂

18、 ,同时碘也可以作为高纯度锆、钛、硅和锗的提炼剂。医学科学界将碘元素作为 “ 智慧元素 ” 应用于人体健康和提高人口素质。碘主要储藏于岩石矿藏 ,油气田卤水和海藻植物中 ,在海洋水体中碘的总蕴藏量可达到 8108t以上 ,但每升海水的含碘量仅为 0.05mg左右 ， 属于微量元素 15， 同时碘又是一种污染物，在实际的工业生产过程中，会使产品的色度变差，影响产品的美观和性能，所以说研究对碘离子的吸附性能是有着重要的现实意 义 。 水滑石类材料具有吸附容量高、受溶液 pH影响较小、无毒无害、无二次污染等优点，是一种绿青海大学本科毕业论文：镁铝双羟基水合物的合成及其对碘离子吸附性能的研究 2 化工

19、学院盐湖系 色环保型的 水处理吸附剂。此次实验以水滑石类材料为吸附剂吸附水中碘离子，探索水滑石类材料吸附碘离子的性能和初步规律，进一步拓展水滑石类材料的应用领域，为脱除水中碘离子积累基本数据。 1.2 国内外研究现状 由于水滑石类材料 层间结构特点使其层间阴离子可与各种阴离子进行交换。目前国内外对阴离子吸附方法研究较多的主要是用新型吸附剂吸附阴离子。 张兆春等 16用新型吸附剂 活性矸吸附硫、氟 、 铬阴离子。顾秋香等用吸附法去除水中 SO42-，主要综述了水中硫酸根的吸附脱除法，包括石灰和聚合氯化铝结合法、焙烧水滑石吸附法、柱撑蒙脱石吸 附法、针铁矿吸附法、氢氧化铁吸附法、离子交换法，顾秋香

20、等还指出了各种方法的原理和特点。 任于翎等粘土吸附法处理直接混纺黑废水的试验研究表明对于初始浓度为 500mg/L 的直接混纺黑废水 ,当高岭土用量为 5g 时 ， 去除率可达 99%以上。中温 （ 300 500 ） 下焙烧可使吸附饱和后的高岭土再生 ,且再生效果较好 ， 可多次重复使用。同时叶舒展等研究改性后的高岭土能够部分或全部替代炭黑和白炭黑 ， 提高材料的刚性、拉伸强度、冲击强度等性能 ,并赋予材料耐腐蚀、阻燃、绝缘等特殊的物化性能 17。 Kuzawa等 18研究证明 层间同时含有 CO32-、 Cl-两种阴离子的 Mg-Al水滑石在常温条件下对 PO43-的吸附容量可达 47.3

21、mg/g,采用 NaCl、 NaOH 及 MgCl2 溶液可将吸附饱和的材料再生 ,再生后的吸附材料对 PO43-的吸附能力与原材料基本相同。 Chitrakar 等 18研究证明经焙烧后的 Mg-Mn 水滑石对海水中的 PO43-具有很好的吸附效果。 类水滑石材料对 Cr( )的吸附也是目前的研究热点之一。 Lazaridis 等使用合成的 Mg-Al-CO32-为吸附剂，对 Cr( )的吸附量为 17mg/g，吸附饱和的吸附剂经 Na2CO3 溶液再生，可在短时间内将吸附的 Cr（ ） 从水滑石中完全脱附，经过 10 次吸附 脱附利用后，材料对 Cr（ ） 的吸附容量仍保持稳定。 Ayus

22、o 等比较 Mg-Al-CO32-水滑石焙烧前后对 Cr（ ） 的吸附差别时发现，焙烧前对Cr（ ） 的吸附容量为 16.3mg/g，而焙烧后的吸附容量则达到 128mg/g。除此之外，其他的研究者也证明了水滑石对 Cr( )具有很好的吸附效果。 在各种对阴离子吸附的材料中，利用水滑石材料对阴离子的吸附研究较少 ， 因其具有特殊的层间离子交换性能和结构记忆效应 ,在水处理中作为催化剂和吸附剂 (离子交换剂 )已经展现出良好的应用前景。目前在水体高级氧化等催化领域已取得了一定的研究成果，在水体污染治理中作为高效阴离子吸收剂和催化载体得以利用并显示出特殊优点。采用水滑石去除水体中以非络合阴离子形式

23、存在的重金属阳离子，相关研究报道很少，但其显著的螯合效果和廉价的成本使其作为水体净化剂而具有相当的环境应用价值。 作为一种新型纳米复合材料，人们对其结构、反应性能和机理进行了深入的研究，开发了多种新型具有特异性能的水滑石材料，特别是由类水滑石衍生复合氧化物(HTLcs 或者 LDOs)，己经应用于科学研究和工业生产 。近年来，随着交叉学科研究领域的拓展，其在功能高分子材料、化妆品、医药、电工、塑料等行业有了新的应用，使其研究和使用价值大大1 前 言 化工学院盐湖系 3 增强。 1842 年 Hochstetter 首先从片岩矿层中发现了天然水滑石矿；二十世纪初人们由于发现了 LDHs对氢加成反

24、应具有催化作用而开始对其结构进行研究； 1969 年 Allmann 等人通过测定 LDHs 单晶结构，首次确认了 LDHs 的层状结构；二十世纪九十年代以后，随着现代分析技术和测试手段的广泛应用，人们对 LDHs 结构和性能的研究不断深化，尤其在与材料、医药、生物等学科领域的结合应用，使得 LDHs 在国民经济众多领域 中 展示了广泛的应用前景 。 1.3 发展趋势 HTLcs对外界阴离子的吸附具有吸附效率高、重复利用率好、无二次污染等优点。目前的研究证明 HTLcs对 PO43-、 F-、 Cl-、 Br -、 I-等阴离子均具有很好的吸附效果。同时 ， HTLcs对 IO3-亦有很好的吸

25、附效果。 Toraishi等使用 Mg-Al-CO32- 作为吸附剂吸附水溶液中的 IO3-， 3h内对 IO3-的去除率可达95%以上。 水滑石是一种具有层状结构的天然矿物 ， 其理想结构式为 Mg6 Al2（ OH） 16CO34H2O（ Hydrotalcite简称 HT），板层上 Mg（ OH） 6八面体通过共用棱边形成土板层结构，其中的 Mg2+在一定程度上被 Al3+同晶取代而导致层上带有正电荷， CO32-处于层间作为平衡离子，使整个结构呈电中性。一定条件下，水滑石结构中的 Mg2+、 Al3+可被其它电荷相同、半径相近的二价或三价金属离子同晶取代，层间阴离子 CO32-可被 N

26、O3-、 Ac -、 Cl-、 SO42-等无机阴离子取代，从而形成结构相同、组成各异的类水滑石化合物（ Hydrotalcite-Like Compounds简称 HTLcs），其结构通式为： M1-x2+Mx3+（ OH）2x+(Axnn-)mH2O，其中 M2+、 M3+分别代表 +2、 +3价金属阳离子， A代表阴离子， n代表阴离子的价数， m代表结晶水的数目， x为 +3价阳离子在阳离子总数中所占的分数。由于该物质的结构特点，使其具有层间阴离子的可交换性、板层元素组成多变性和孔径可调变性。依据类水滑石中 M2+和 M3+的种类及比例不同 HTLcs具有不同的酸碱性和氧化还原性，它们

27、在加氢、裂解、催化氢化、酯化、费托合成等反应中表现出高的催化活性。另外，类水滑石化合物作为新型功能材料和催化剂载体 的应用 也有着广泛的前 景。 由于 LDHs及其锻烧产物特殊的结构和物理化学性质，具有多方面的用途 19，具体表现在 : 1.3.1 催化方面的应用 LDHs及其锻烧产物作为新型的催化剂和催化剂载体，可作为加氢、重整、裂解、缩聚、加聚及醇类转化等许多有机反应的催化剂。 LDHs因具有独特的结构 ， 可以作为加氢、重整、裂解、缩聚以及聚合等反应的催化剂 ， 具有催化效率高 ， 易再生等优点。在许多反应中正在取代 NaOH、 KOH等传统碱性催化剂。 LDHs的分解产物中存在碱性中心

28、 ， 可以作为碱性催化剂用于烯烃氧化物聚合和醇醛缩聚反应中。由 LDHs制得的氧 化还原催化剂一般含有大量的过渡金属 ， 可被用于脱水以及氢化等反应。载体的性质和制备方法直接影响粒子的性状、大小和分布 ， LDHs为前体制备的混合氧化物具有较高的比表面积和良好的水、热稳定性 ， 可以用作碱性催化剂载体。贵重金属具有多种催化能力 ，在诸如加氢、脱氢、完全氧化反应中应用很广。 有关研究表明 ， Mg-Al-O混合氧化物担载的贵金属 Pt催化剂对正己烷的芳构化有较高的活性 ， 其青海大学本科毕业论文：镁铝双羟基水合物的合成及其对碘离子吸附性能的研究 4 化工学院盐湖系 中 Pt是脱氢中心 ， Mg-

29、Al-O载体表面的碱中心有利于成环芳构反应。钯负载型催化剂对很多有机化合物的加氢反应有催化活性。在对比 Pd负载在不同 底物上对 CC12F2氢解作用的催化活性时 ， 发现煅烧过的 Mg-Cr水滑石作为底物比 MgO和 Cr2O3都好 ， 且主要的氢解产物为 CH4。由 LDHs可以制成用于烯烃聚合的齐格勒 -纳塔催化剂载体 ， 与用 (MgCO3)4Mg(OH)2H 2O制得的载体相比 ， 催化剂具有更高的活性和更好的分子量选择性。 （ 1）碱催化剂 :LDHs分解产物中存在碱中心，可用作碱催化剂。 Reichle报道了用 Mg/Al-LDHs及不同阳离子取代的类水滑石作二羟基丁醛缩聚反应的

30、催化剂， Kohjiy测定了在不同焙烧温度下在Mg6A12(OH)16CO3.4H2O上的聚合反应。 LDHs及其锻烧产物作为多相碱性催化剂，在许多反应中正在取代 NaOH、 KOH等传统碱性催化剂。 （ 2）酸催化剂 :一般 LDHs呈现碱性活性中心，但通过调变阴离子和氧离子种类，特别在层间引入杂多酸阴离子，可赋予酸性中心。李连生等用 LaAlLDHs作为邻苯二甲酸配与正戊醇反应催化剂，发现有很好的反应活性和选择性 。 （ 3）氧化还原催化剂 :由 LDHs为前体制得的氧化还原类催化剂，可以用于水煤气转换、硝基苯还原、合成甲醇等反应。 Gusi等用 CuznAILDHs作催化剂在低温低压下合

31、成了甲醇。 由 LDHs制得的氧化还原催化剂一般含有大量的过渡金属元素 (“66%一 77%”)， 比其它方法制得的催化剂有更高的稳定性、寿命和活性 ;对某些催化剂的的进一步修饰，可以将其它元素引入类水 滑 石结构中或层中，这使修饰后的催化剂性能发生改变 (如稳定性、活性、选择性及易于活化等 )。 （ 4）催化剂载体 :较典型的是用于烯烃聚合的齐格勒催化剂载体，与用 (MgCO3)4Mg(OH)2 H2O制得的载体相比，催化剂具有更好的分子量选择性和更高的活性。 类水滑石具有独特的组成和结构特征，可作为碱性催化剂、氧化还原催化剂、酸碱双功能催 化剂以及催化剂载体等。如在催化剂中得到广泛应用。作

32、催化剂应用的一种情况是本身作催化剂，另一种情况是缎烧后的混合氧化物作催化剂。类水滑石作催化剂之所以引起人们的广泛兴趣是因为 : 类水滑石可使多种二价和三价金属离子进行匹配 ； 金属阳离子可在原子尺度上进行混合 ； 类水滑石热分解后可生成热稳定性的混合氧化物具有较高的比表面积和良好的水、热稳定性，可以用作碱性催化剂载体。 1.3.2 吸附方面的应用 LDHs有较强的离子交换和吸附性能，在相关领域得到广泛应用。 Bish等和 Tsugiosat。等认为未经锻烧 的 LDHs在溶液中优先吸附 CO32-和 PO43-，离子交换能力远低于理论最大值 3.3meq/s，经锻烧转化为金属氧化物后，吸附能力

33、大为提高 ,吸附研究说明， Mg-Al-LDHs是一种良好的废水处理剂。一些放射性元素也可以用这种吸附剂得到处理。二十世纪九十年代以后，随着现代分析技术和测试手段的广泛应用，人们对 LDHs结构和性能的研究不断深化，尤其在与材料、医药、生物等学科领域的结合应用，使得 LDHs在国民经济众多领域展示了广泛的应用前景。 （ 1）医药方面 。 LDHs类化合物可以作为治疗胃病如胃炎、胃溃疡、十二指肠 溃疡等常见疾病的抗酸剂。研究证明，通过改进水滑石的阴离子组成，得到一些含磷酸盐阴离子的类水滑石，它们1 前 言 化工学院盐湖系 5 作为抗酸药，将继承传统抗酸药的优点，并且可以避免导致软骨病和缺磷综合症

34、等副作用 的发生。胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡等常见胃病主要是由于胃酸过多并积累 ,胃长期处于酸性环境中而致的 ,其治疗方法主要是依靠碱性药物 ,通过中和反应来调节胃液的 pH,从而达到适当抑制胃蛋白酶活性的目的。 LDHs作为治疗胃溃疡等常见胃病的抗酸剂 ,缓冲 pH范围为 3 5,不仅能够有效抑制胃蛋白酶的活性 ,并且可以避免导致软骨病和缺磷综合症等副作用的 发生 ,药效显著且持久。它作为抗酸药 ,正在迅速取代第一代氢氧化铝类传统抗酸药。 （ 2）功能高分子材料及其添加剂方面的应用 。 紫外吸收和阻隔材料 :Mg-Al-LDHs经锻烧后表现出优异的紫外吸收和散射效果，利用表面反应还可进一步强

35、化其紫外吸收能力，使之兼备物理和化学两种作用。大量实践证明，以其作为光稳定剂，效果明显优于传统材料，可广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料等领域。 LDHs经煅烧后的产物含有特殊的化学键 (如 M-O键 ),表现出优异的紫外吸收和散射效果 ,可以作为紫外阻隔材料 ;同时它表面呈碱性并且具有不饱和 键力 ,具有表面接枝性能 ,可以与具有不同紫外吸收效果的有机物如肉桂酸、对甲氧基肉桂酸盐、 2-苯基苯咪唑、 2-羟基 -4-甲氧基苯磺酸等经反应接枝 ,进一步强化其紫外吸收能力 ,使之兼备物理和化学双重功能。大量实践证明 ,以其作为光稳定剂 ,效果明显优于传统材料 ,在塑料、橡胶、纤维。化妆品、涂料以及

36、油漆等领域具有广泛的用途。 多功能红外吸收材料 :LDHs的化学组成使得其具有显著的红外吸收性能，加上 LDHs的层间可插入其它有着红外吸收功能的有机分子，这就使得该层柱材料对红外的吸收范围能够根据需要进行设计和调整。目前已将 LDHs用于农业棚膜，提高保温效果，并且改善其力学性能、抗老化性能等等。 LDHs的化学组成决定其具有优异的红外吸收能力和较宽的红外吸收范围 ， 并且其吸收范围还可以通过调变其组成加以改变 ， 是一种很好的红外阻隔无机填料。 采用先进的复合技术 ,可以在不影响农膜原有光学性能的条件下 ,显著提高农膜的保温性能。 作为改善农膜保温性能填料 的研究发现 , 在PVC和 PE

37、薄膜中加入 LDHs类填 料 ,在不影响其可见光透过率的同时 ,红外光的透过率可由原来的36%下降到 6%,效果非常显著。在环境温度为 -2.1 ,棚内温度可以达到 5.9 以 上 ,比与之对照的为未加填料的棚内温度高 2.2 。 另外 ,LDHs组成和结构上的特点还使其兼备抗老化、改善力学、提高阻隔、抗静电性及防尘等性能。 新型阻燃材料 :LDHs的结构中含有相当量的结构水，控制合成条件可使层间具有碳酸根。大量实验证明，其具有优异的阻燃性能，且无毒，可广泛用于合成材料、涂料、油漆等。 目 前 ,电 工行业使用的无卤阻燃填料主要是粒状氢氧化铝和氢氧化 镁 ,他们同时起阻燃和填充 作用 ,燃烧时

38、 不产生有毒气体和腐蚀气体 ,而且还具有抑烟功能 ,本身也无毒、不挥发、廉价。在抑制材料温度上 升 ,降低材料表面放热 量 ,提高材料自燃温度 (高填充时 ),延长引燃时间方 面 ,氢氧化铝的作用效果优于氢氧化镁 ;而在提高材料自燃温度 (低填充时 ),提高氧指数 ,促进炭化效果方面 ,氢氧化镁则优于氢氧化铝。 LDHs结构中含有相当数量的结构水 ,控制合成条件可使层 之 间具有 CO32-,添加到聚合物中的镁铝水滑石阻燃剂受热分解时 ,放出的惰性气体二氧化碳和水汽能稀释可燃气体浓 度 ,减弱火势 ,达到阻燃的目的 。而分解产生的 MgO和 Al2O3可形成隔热层 ;同时受热分解时吸收大量的热量 ,青海大学本科毕业论文：镁铝双羟基水合物的合成及其对碘离子吸附性能的研究 6