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貴金屬前驅體

發布時間: 2021-03-15 19:31:21

1. 昆明貴金屬研究所的院所簡介

貴研所長期承擔國家重大科技攻關項目、省部級自然科學基金項目、軍工配套科研任務及國家自然科學基金課題等重大項目課題,是我國貴金屬領域內國家任務的主要承擔者。2003年經國家科技部認定為「國家863計劃成果產業化基地」,2008年經雲南省科技廳審定列入「雲南省貴金屬材料重點實驗室」培育計劃,2010年「多品種、小批量軍用貴金屬新材料科研生產基地」得到國防科工局立項同意,2011年「稀貴金屬綜合利用新技術國家重點實驗室」獲科技部批准,擁有2個省級技術創新人才團隊:「貴金屬催化技術省創新團隊」、「稀貴金屬低維新材料省創新團隊」。
貴研所早在上個世紀六十年代初即開始招收碩士研究生,1981年國家恢復研究生制度以後,經批准先後建立了「有色金屬冶金」、「材料學」、「工業催化」3個碩士點和「材料科學與工程」一級學科博士學位點。2002年11月經全國博士後管委會批准設立博士後科研工作站,並於2005年開始招收博士後科研人員。從80年代至今,我所已培養統招碩士研究生百餘人,多年來為研發一線培養了一支基礎扎實、素質較高的研究人員隊伍,為貴金屬事業的發展奠定了堅實的基礎。 新材料研究室
研發領域:稀貴金屬復合材料、航天新材料及特種塗層材料。主要研發方向試制產品:
(1)貴金屬電接觸復合材料;
(2)貴金屬彌散強化復合材料;
(3)航天發動機噴管新材料;
(4)航天發動機連接材料與技術;
(5)貴金屬功能塗層材料;
(6)稀貴金屬CVD、PVD成型技術研究。 二、粉體材料研究室
研究領域:有色金屬、貴金屬粉體材料和粉末冶金材料。主要產品有:
(1)表面噴塗用特種合金粉末;
(2)新型銀基、銅基電工合金;
(3)現代粉末冶金技術和設備;
(4)多功能、多用途高純超細氧化鋁、氧化鋯等粉體材料。 三、化學材料與葯物研究室
主要從事貴金屬葯物和化合物的研究、開發和生產。研發領域和方向:
(1)貴金屬葯物
A.新型親脂性鉑類抗癌葯物的設計和合成;
B.能抵抗順鉑耐葯性的鉑類抗癌葯物的設計和合成;
C.機體NO的清除劑—Ru配合物的研究。
(2)貴金屬有機配合物
A.新型的MOCVD貴金屬前驅體的設計和合成;
B.新型的載體催化劑貴金屬前驅體的設計和合成;
C.由於均相催化反應的鉑族有機配合物的合成技術研究。
(3)貴金屬納米材料
A.金納米的制備技術研究;
B.金納米的應用研究。 四、冶金研究室
研究領域:稀貴金屬和有色金屬冶金。
稀貴金屬提取冶金覆蓋了從礦物及二次資源中提取貴金屬,包括冶煉富集、貴賤金屬分離,貴金屬相互分離,貴金屬精練。主要技術方向如下:
●貴金屬資源提取冶金研究;
●貴金屬資源綜合利用研究;
●貴金屬冶金過程的物理化學研究;
●二次資源再生回收利用技術;
●銅、鉛、錫、鎳陽極泥回收貴金屬工藝;
●汽車尾氣廢催化劑回收貴金屬工藝;
●石油重整催化劑提取貴金屬工藝;
●高砷鉛陽極泥處理工藝;
●感光膠片廢料和廢水中銀回收技術;
●玻纖工業用廢漏板坩堝,硝酸工業用廢觸媒網及其它廢貴金屬器皿和材料的回收工藝 ;
●貴金屬分離提純新技術 。
●有色金屬冶金技術:
●紅土鎳礦冶金研究;
●釩鈦鐵精礦綜合利用;
●粉末冶金研究。 昆明貴金屬研究所設有專利業務部門,進行專利的申請、審查、撤消、復審等業務,對專利申請權、專利權、專利侵權、專利實施等法律糾紛提出處理建議和措施。現有包括專利代理、依託昆明貴金屬研究所圖書館館藏文獻和DIALOG國際聯機檢索終端的專利文獻服務等專利工作服務支撐體系,有專利代理人2名。
昆明貴金屬研究所還建立了DIALOG國際聯機檢索終端,可進行世界專利和多國專利等專利檢索、進行社會與自然科學文獻情報信息服務,為科技、商業情報提供檢索服務。業務員具有國家一級檢索查新資格,為從事科研、生產、管理的廣大科技工作者提供良好的文獻檢索和查新服務。

2. 中國凹凸棒石粘土開發應用技術研究現狀及展望

劉昌寅

(蘇州中材非金屬礦工業設計研究院,江蘇蘇州 215004)

摘要 我國凹凸棒石粘土(凹土) 在江蘇、安徽、甘肅等14個省區都有分布。 凹土中的凹凸棒石含量決定著其工業意義,可通過XRD、特徵元素化學成分檢驗以及TEM法、SEM法檢定。在對凹土提純的基礎上,通過對其焙燒、酸活化、重銨鹽、偶聯劑改性等,可擴大其工業應用范圍,國內已有納米材料,吸附、膠粘、催化系列等方面的產品面世。本文同時指出,改性將是高效利用我國凹土的必要前提。

關鍵詞 凹凸棒石粘土;活化;改性;應用。

作者簡介:劉昌寅,男,《非金屬礦》編輯部主編,編審。電話:0512-68272696,E-mail:[email protected]

凹凸棒石粘土因所含主要成分凹凸棒石的特殊纖維結構、不同尋常的膠體、吸附和脫色等性能,被廣泛應用於化工、輕工、農業、紡織、建材、地質勘探、鑄造、硅酸鹽、制葯、原子能工業以及環保等領域。

我國自1976年在江蘇六合小盤山首次發現凹凸棒石粘土(凹土)礦之後,相繼在全國14個省區發現礦點,近年來在河北、山西和甘肅等地都發現了凹土礦;尤其是在甘肅中、西部發現的大型凹土礦,遠景儲量可能達到10×108t。據甘肅省地礦局調查顯示,僅臨澤縣的凹土資源儲量,就達到了目前世界上其他國家總和的10倍左右。江蘇盱眙凹土資源的探查也取得了重大突破,全縣凹土儲量已達4.5×108t。我國已探明凹土礦儲量完全能滿足目前工業生產的需求,與世界各國相比,也具有較明顯的的優勢。

目前,我國凹土的產量尚無全面的統計資料。僅以江蘇盱眙一地為例,2004年已達18×104t。其中膠黏劑、植物油脫色劑的產量已超過5×104t。

我國凹土礦開發研究時間不長,多數礦石品位低,選礦及加工方法簡陋,產品有結構單一、適用范圍窄等不足,所以開發這種凹土資源,尤其是制備高質量的凹土產品具有巨大的潛力。

一、凹凸棒石特性

凹土中凹凸棒石的含量對其工業應用具有決定意義。自然界純凹凸棒石礦是沒有的,常伴生有其他雜質,因此在選礦提純、確定其工業應用時,正確確定凹土中凹凸棒石的含量十分重要。

(一)凹凸棒石的礦物特性

凹凸棒石(attapulgite),又名坡縷石(palygorskite),是一種層鏈狀過渡結構的以含水富鎂硅酸鹽為主的粘土礦物。理論化學式為 Mg5Si8O20(OH)2(OH24·4H2O。其理想化學成分質量分數為:SiO2,56.96%;(Mg,Al,Fe) O,23.83%;H2O,19.21%。其礦物結構分為3個層次:①基本結構單元為棒狀或纖維狀單晶體,棒晶的直徑為0.01μm數量級,長度可達0.1~1μm;②由單晶平行聚集而成的棒晶束;③由晶束(包括棒晶)相互聚集堆砌而成的各種聚集體,粒徑通常為0.01~0.1nm數量級。結構中含有4種形態的水:表面吸附水、晶體結構內部孔道中的沸石水、位於孔道邊部且與邊緣八面體陽離子結合的結晶水與八面體層中間的陽離子結合的結構水。從熱失重分析可知,各自質量分數大約為7%、3%~4%、5%~6%。在不同溫度下加熱凹凸棒石,脫出晶體結構中不同狀態的水,使其雜亂堆積的針棒狀團變得疏鬆多孔,增加孔隙容積和比表面積。當溫度超過350℃時,凹凸棒石的孔結構會發生塌陷,到600℃時,纖維結構就會被完全破壞。

(二)凹凸棒石的檢測

1.鑒定

凹凸棒石在紅外光譜中有明顯異於其他礦物的吸收峰,沸石水和吸附水的彎曲振動分別在1595cm-1和1635 cm-1,伸縮振動分別發生在3385 cm-1和3315 cm-1,Si-OH伸縮振動的吸收發生在3731 cm-1和3710 cm-1,和Mg2+相連的-OH的吸收峰在3670 cm-1、3645 cm-1、3610 cm-1、3590 cm-1和3532 cm-1,同時還可參照凹凸棒石的XRD標准圖譜來判斷。圖1 為純凹凸棒石XRD的JCPDS標准卡片21-0958號的圖譜,(110)面的峰最大,其2θ 角位於8.5°的位置,若其他2θ角基本對應,表明所測礦物中應有凹凸棒石。

圖1 純凹凸棒石的XRD標准圖譜

2.含量檢測

凹凸棒石含量檢測主要有以下幾種方法:①XRD檢驗。內插標樣X射線粉晶衍射(XRD)分析法,是目前較為准確、簡便的粘土礦物定量分析方法。該法通過系統測定稀釋後的凹凸棒石(110)衍射峰和剛玉(113)衍射峰的積分強度比,來確定粘土中凹凸棒石的量。②特徵元素化學成分檢驗。凹凸棒石理論化學式中的Mg元素,在非凹凸棒石礦中一般不含或者含量極低,所選原礦經提純通常不包含白雲石組分,所以Mg元素可在定量分析中作為分析的特徵元素。Mg元素的含量也可通過原子吸收光譜法來測定,從而間接得到凹凸棒石的含量。③TEM法、SEM法檢驗。可通過觀察樣品的顯微結構,即樣品的晶形、晶貌及大小得到樣品的體積分數。一般SEM的解析度比TEM要低,准確度較差些。從這兩種電鏡分析得到的都是半定量的結果。以上3種方法各有利弊。通過不同方法的聯合使用,可使凹凸棒石含量的檢驗達到較高的准確度。

二、凹土的選礦提純

我國已探明凹土礦多數礦床品位較低,多數礦床凹凸棒石平均含量不高,大部分品位在50%以下。

常見的礦石類型有以下幾種:①凹凸棒石型;②蒙脫石型;③凹凸棒石+蒙脫石型;④白雲石+凹凸棒石型;⑤白雲石+凹凸棒石+蒙脫石型;⑥蛋白石+凹凸棒石+白雲石型。

凹土選礦技術主要有干法和濕法兩種。干法工藝流程簡單,提純效果不能明顯提高凹土的品質。此法只適用於原礦品位好、凹凸棒石含量高的礦石。濕法提純雖效果好,但需要大量的水,提純後還要進一步脫水、乾燥、研磨,成本相對較高,故濕法產品主要用於對凹土純度要求較高的行業。其主要工藝路線可概括為:原土分散(加分散劑,機械攪拌+超聲處理)→分散體系分離分選(沉降,除去雜質和不溶物)→膠體濃縮乾燥(壓濾,真空乾燥)→凹土產品。

凹土的濕法提純過程中,工藝中有兩個較為關鍵的問題。

首先是凹土的分散問題。通過對凹土進行水化和強力剪切作用,拆散凹凸棒石原始晶束與聚集體,形成細小的晶束與棒晶,並且在高水分濃度的情況下又不易折斷。乾燥後得到的凹凸棒石的結構有了較大的變化,首先是晶束變得細長,晶束之間鬆散交錯,形成了大量架空的孔洞。這既可方便選礦提純過程的進行,也方便了今後凹土的改性處理。

制備凹土水懸浮液時,可在超聲波攪拌下,使凹凸棒石很容易在分散介質中分散成細小的晶束或棒晶,從而使其膠體性能有很大的改觀。

濕法提純的另一個關鍵,在於如何找到一種高效的分散劑。由於凹土的膨脹性、膠體性和高黏度給脫水乾燥帶來很大困難,在選擇高效過濾設備的同時,應選擇可保持凹土性質不變,並能滿足應用對象的試劑,降低漿料的黏度。焦亞磷酸四鈉、ZISP等都是較好的分散劑,能大幅度改善凹土的品質,通過EDTA、Na2CO3的處理和沉降分離,可獲得凹凸棒石含量大於98%的高純產品。目前有文獻報道,最好的處理方法是在超聲水熱法純化凹土的基礎上添加少量分散劑六偏磷酸鈉,可顯著提高提純效果,產品純度接近100%。

三、凹土的深加工技術

(一)活化

1.焙燒活化

焙燒可脫去凹凸棒石中的吸附水、沸石水、部分結晶水、八面體中的結構水,造成晶格內部和沸石孔道中斷鍵,增加活性中心。如前所述,凹凸棒石加熱活化溫度應控制在300℃左右,且活化時間不宜超過3h。這樣既可保持凹凸棒石良好的晶體結構,又可大幅度提高其活性。

2.酸活化

酸化使凹土的物化性能改變,活性增強。凹土的酸化改性,可單用一種酸進行,也可多種酸混合使用。較常用的有硫酸、硝酸和鹽酸等。在酸化過程中,不同的酸度對凹土的結構性能影響不同。低濃度鹽酸活化時,纖維束間的解聚、非吸附性雜質(如碳酸鹽礦物)粒間膠結物的分解是主要的,晶體比表面積的增加使得吸附力提高。凹土經不同濃度鹽酸處理後,比表面積均會增加,即使使用1.0 mol/L鹽酸處理,晶體的比表面積也會增加很多,其表面活性增強。高濃度鹽酸處理時,在凹土八面體中陽離子被完全析出之前,凹凸棒石仍保持原來的晶體結構;當HCl的濃度達到7.0 mol/L時,八面體陽離子完全溶解,晶體結構塌陷,並轉變為SiO2晶體,同時仍保持原凹凸棒石的纖維狀結構形態,此時Si-OH表面官能團增多,增強了其表面性能。

又有報導稱,用4 mol/L的硫酸、3 mol/L的鹽酸和4 mol/L的硝酸改性的凹土,吸附重金屬離子的能力最好,水溶液中重金屬離子的去除率接近100%。

但到目前為止,尚未對各種酸改性效果進行過比較。實踐中,宜根據使用的目的、被吸附物的不同,選擇不同的酸進行活化改性。

(二)改性

作為天然一維納米前驅體材料的凹凸棒石的改性,隨納米技術的涌現,而備受關注。

1.有機改性

1)表面活性劑改性。由於季銨鹽陽離子主要通過離子交換吸附與凹凸棒石發生作用,生成凹凸棒石有機表面活性劑復合體,從而改善凹凸棒石的疏水性,也增強了它去除有機污染物的能力。曾經報道過的改性劑主要有:十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基苄基氯化銨、乙醇胺、三乙醇胺等。

凹土的有機改性,常見的有下述方法。①混合攪拌法。此法工藝流程簡單、操作容易,較常用。一定量的改性劑與凹土混合在40~80℃下水浴振盪,不斷攪拌一定時間(一般為2 h左右),水洗、抽濾、乾燥、研磨和過篩得到有機凹土。混合攪拌法易於實現工業化,但耗時較長,生產效率不高。②超聲分散法。由超聲波發生器發出的高頻振盪信號,轉換成高頻機械振盪而傳播到介質,並通過液體介質向四周傳播。由於超聲空化作用,更容易實現反應物均勻混合,消除局部含量不勻,提高反應速度,刺激新相的形成。用超聲波改性凹土的原理與傳統攪拌法相似,但是由於超聲波的特殊性,無需機械攪拌,在常溫下就能順利進行,並且反應時間短(2 h)。有研究表明,經超聲波有機改性的凹土,對苯酚的去除率可達酸處理凹土的80倍以上,是傳統攪拌有機改性凹土的1.5倍。此法節能高效,且反應充分,但現階段不適於大規模生產。

2)偶聯劑改性。一般採用水解偶聯劑法和噴霧浸漬法。偶聯劑的用量取決於凹土的比表面積和偶聯劑本身的分子量,反應在有水條件下進行。改性的先決條件是,偶聯劑必須含有可供與礦物作用的Si-OH,即兩者必須發生水解反應。

水解偶聯劑法屬於濕法,用硅烷偶聯劑甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)對凹凸棒石表面進行接枝改性。但需先將凹凸棒石均勻分散在95%的乙醇中,室溫下0.5 h,再加入一定量的MMA和引發劑AIBN,65℃攪拌聚合2 h後,在乙醇迴流溫度下再聚合24 h,反應完後冷卻、過濾、80℃烘乾,得改性凹土。

噴霧浸漬法屬於半干法。將一定量的改性劑溶液噴淋在高速混合機中的凹土上,乾燥後即得改性凹土。此法簡便易行,符合工業化生產要求,能充分發揮改性劑的作用。

必須指出的是,表面活性劑和偶聯劑對凹土的改性雖有不同,但互有交叉。在改性過程中,也常採用混合方法。

2.其他改性

用質量分數為8%的氫氧化鈉溶液改性凹土,改性後凹凸棒石的面網間距增大,改善了其吸附能力。對此種鹼改性凹土在不同環境條件下對模擬核素Cs的吸附性能及平衡吸附時間都有研究,可為中低放核廢物處置提供一定的參考依據。

凹土研磨粉碎時,凹凸棒石粒子表面被激活,能更好地與改性劑發生反應、附著。這種方法可把物理粉碎與化學表面改性相結合,省時、節能、操作方便,更適於工業化生產。

四、凹土的應用

目前,世界上主要凹土生產國是美國、法國、英國、印度、南非、土耳其和西班牙等國,產品主要應用於農業、環保、建材和醫葯等領域,並由原來的用於石油鑽井泥漿發展到用於建材、陶瓷黏結劑、農葯載體、寵物圈墊、工業吸附劑等方面上千種用途。

我國凹土礦發現時間較晚,總體利用開發現狀跟國外先進水平相比還有一定的距離。市場上的產品品種單調,一般為高黏凹土粉、乾燥劑、抗鹽粘土、貓砂、活性白土等。近幾年來在研發利用上也取得了一定的進展,開發的產品主要應用於化工、環保、建材、農業和食用油加工等領域,並初步形成了吸附、膠粘、葯用、催化、納米材料等幾大系列產品。有些屬於實驗室產品,也有的已經工業化生產並用於生產實踐中。進一步開發高技術含量、多樣化的產品以滿足不同行業的需求,仍將是我國凹土行業發展的方向。

(一)納米材料

凹凸棒石是一種天然的納米材料,常用作高分子材料的補強劑。只有在改善其在高聚物基體中的分散性和親和性後,最終得到的才可能是納米復合材料。

凹土經硅烷偶聯劑處理後填充到聚丙烯中,材料的綜合性能優於碳酸鈣填充的材料;填充到硬質聚氯乙烯塑料中,使其力學性能、阻燃性能和耐熱性能均得以提高。類似材料,尚有凹土聚苯乙烯復合材料等。

有機改性凹土在新型復合樹脂的制備中,顯示了潛在的應用價值。丁醛和苯甲醛改性凹土用於聚醚酮復合材料制備,發現它與基質的結合明顯好;凹土聚烯烴熱塑性彈性體(EOC)復合材料中,凹土的增強作用明顯;聚丙烯醯胺與有機凹土復合樹脂也是一種高性能的材料。

近年來,有關有機改性凹土在橡膠製品中的研究及應用較多,它可有效地提高橡膠的拉伸強度,可替代碳酸鈣,部分替代炭黑,用於丁苯橡膠的制備,有良好的補強性能。此外,有研究報道了凹土填充丁腈橡膠和羧基丁腈橡膠後,使其力學性能得以改善等。

(二)吸附系列產品

凹土的吸附作用主要包括物理吸附和化學吸附。物理吸附的實質,是通過范德華力將吸附質分子吸附在凹凸棒石的內外表面。化學吸附主要有:①電荷不平衡引起的吸附,主要是通過不同價態的離子與晶體中的Mg2+、Al3+、Fe3+發生交換,造成電荷不平衡,以及凹土表面電荷分布不平衡帶來的吸附效應;②Si-O-Si中氧硅鍵的斷裂,可與被吸附的物質形成共價鍵,產生較強的吸附能力。凹土可用作除臭劑、助濾劑、凈化劑、脫色劑,對石油烴中的金屬、硫和瀝青等雜質,油脂、礦物油和植物油中的有色成分、有害成分(如苯酚等)和臭味,有很好的去除能力。對重金屬如Cr3+、Hg2+有很好的吸附作用,改性後的凹土可用於處理印染、電鍍、製革和造紙污水,對環保有重要意義。

(三)膠黏系列產品

凹凸棒石在水或其他強極性溶液中易於分散。在高剪切力作用下,黏度增大,觸變性增強;在低剪切力作用下,懸浮液發生絮凝。在離子型或非離子型溶液中能有效形成觸變凝膠;在大多數有機溶液中,當用各種陽離子或非離子表面活性劑分散時,也會觸變凝膠,表現出增稠和懸浮液特性。

此類凹土產品也用於膠體泥漿、懸浮劑、觸變劑和黏結劑等領域。凹土用作塗料添加劑,可避免存放期間顏料沉澱,使塗料的流變性好、塗層牢固,在無機鹽等污染物存在下仍十分穩定;高溫條件下表現出優越的熱穩定性和抗鹽性,是地熱鑽進、超深鑽井和海洋鑽井理想的泥漿原料。凹土在水基和含油樹脂漆中用作增稠劑,可起到均勻化和防凹凸作用。作乳膠漆增稠劑,可使漆保持良好的觸變性能,形成的漆膜厚薄均勻。此外,作為合成洗滌助劑、油漆觸變劑、抗絮凝劑、液體洗滌劑、印花糊料、橡膠助劑、油墨助劑、殺蟲劑助劑、高級農葯載體,將是未來發展的方向。凹土聚丙烯酸鉀高吸水復合材料的研製,為我國西部地區植物的抗旱保水做了有益的探索,應用前景廣闊。

(四)催化系列產品

凹凸棒石晶體結構中存在直徑0.6nm左右的孔道,可滿足異相催化反應所需的微孔和表面特徵。凹凸棒石礦物結構中由非等價陽離子類質同象替代造成的晶格缺陷和破鍵而形成的路易斯(Louis)酸化和鹼化中心,有利於酸鹼協同催化作用的形成。凹土作為催化劑載體(Pt、Ni、Cu、Co等貴金屬和多種金屬離子催化劑的載體),廣泛應用於脫金屬、脫瀝青、脫硫、脫硝、丁烯解聚和異構化作用等方面。凹土本身可作為催化劑使用,如用做印染污水處理和制備各種分子篩催化劑等。

(五)其他

凹土與芒硝配合,可成為較理想的儲熱材料;負載Ag可起到殺菌的作用。在國外,凹土口服制劑是一類很成熟的用於消化道疾病的OTC葯品。在飼料行業,利用凹土承載性能好、粒度均勻、安全無毒的性質,可作為飼料添加劑使用,提供動物必需的微量元素。農業上可作為肥料的添加劑,有助於植物吸收土壤中的游離磷。凹土作為聚氨酯填充劑用於皮革行業中,也有相應的報道。

五、結語

江蘇盱眙縣「十一五」期間,凹土產業重點研究開發、攻關及建設規劃中明確提出,不同礦石類型、品位凹土的選礦提純工藝技術及產業化,不同礦石類型、品位凹土的分層開采技術,細—超細和納米凹土加工工藝技術及產業化,不同系列產品凹土復合-配方工藝技術及產業化,不同系列產品凹土改型、改性工藝技術及產業化,不同凹土產品標准、測試技術方法及程序的建立等,是推動該縣凹土產業發展的重要任務。縱觀全國,我國凹土產業的發展也必將沿著這條道路向前邁進。

凹土的有機改性,是為了拓展其應用范圍,目前正由實驗室的研究逐步走向工業化生產。對有機改性土表面性質的認識深化、改性劑的選擇、有機土在基體中的分散性及兩者的相容性的研究,正在引起礦物、材料、化學等領域科技工作者的重視;同時,不同應用領域對有機凹土產品的要求不同,特別是在高技術和新材料領域以及環保領域的應用,必將涉及產品功能化的課題。因此,研發不同性能要求的改性凹土產品,將是今後凹土產品有機化發展的一個重要方向。雖然目前凹土產品的有機化研究中仍存在許多問題,但有機改性是高效利用凹土的必要前提,這點已成為共識。

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Current Situation and Prospects of Research of Attapulgite Development and Application Technology in China

Liu Changyin

(Suzhou Design and Research Institute for Non-metallic Minerals Instry,Suzhou Jiangsu 215004)

Abstract:The attapulgite clay deposits in China are distributed over 14 provinces and autonomous regions,such as Anhui,Gansu and so on.The instrial significance of attapulgite clay is determined by the content of attapulgite in it,which can be tested by XRD,chemical composition analysis of characterized elements,TEM and SEM.The instrial application fields of attapulgite clay can be widened through its calcinations,acid activation,modification with dense ammonium salts,and coupling agents on the basis of its refinement.The attapulgite procts of nanosized materials,adsorbent,adhesive and catalyst series and so on have appeared on the domestic market in China.The article points out that the modification of attapulgite clay will be a necessary prerequisite for effective use of Chinese attapulgite clay.

Key words:attapulgite clay,activation,modification,application.

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光明日報記者趙洪波張士英

■招辦主任話招生

6月23日下午4時,由光明日報、光明網記者組成的首屆「招辦主任光明大直播」團隊走進哈爾濱工業大學。

「在這里,你會觸碰最前沿的科技、加入把衛星送上天的最牛學生團隊、烙上『規格嚴格,功夫到家』的校訓印記,會有不一樣的未來。」直播中,哈爾濱工業大學招辦主任邢朝霞的推介打動了很多網友。

歷時兩小時的直播,光明日報客戶端、光明網微博(一直播)兩個平台直播總觀看量14萬人次,留言互動1600餘條。

光明網主播采訪哈爾濱工業大學招辦主任邢朝霞。楊煜攝/光明圖片

工科實力強

哈爾濱工業大學是一所理工為主,理、工、管、文、經、法等多學科協調發展的重點大學,學校工科實力都非常強,哈工大有9個國家一級學科,其中8個是工科。

在教育部第三輪學科的評估中,哈工大力學學科名列榜首,19個國家重點一級學科進入全國前10名,10個一級學科進入全國前5名,在工科類學科中,進入前5名的數量居全國第2位。工程學學科進入ESI全球前萬分之一行列,成為我國擁有全球前萬分之一學科的3所高校之一。

航天特色突出

從哈爾濱工業大學航空工程繫到中國第一所以培養高級航天專門人才和從事航天高技術研究為主的航天學院,哈工大形成了多個學院、多個學科相互融合服務國家航天事業的「大航天」格局。

哈工大幾萬名優秀畢業生默默奉獻在中國航天領域,學校近百項科研成果應用到載人航天和繞月探測工程。

本碩(博)貫通的人才培養

哈工大實行本碩(博)貫通、過程分流的培養模式,即被推薦免試的學生,第四年的課程與碩士課程統籌規劃。在碩士研究生一年級時,條件符合要求的學生可進入碩博直通學習,免試攻讀博士學位。致力於培養基礎扎實、實踐能力強、具有國際競爭力的創新人才。

■學校名片

歷史厚重:哈爾濱工業大學,始建於1920年,是全國學習國外高等教育辦學模式的兩所樣板大學之一,是我國首批重點建設的6所高校中唯一一所京外高校,也是我國首批進入國家「211」「985」重點建設的9所大學之一。

人才輩出:學校培養出國家最高科學技術獎獲得者、「兩彈一星」功勛科學家之一孫家棟等一大批航天國防英才,培養出了上海交通大學原校長范緒箕、清華大學焊接專業創始人潘際鑾等100多位大學校長、80多位兩院院士,以及一批產業精英。

《光明日報》(2017年06月24日06版)

4. 介孔材料的幾個重要研究階段

介孔材料的合成始於1990年,Yanagisawa等將層狀硅酸鹽材料Kanemite與長鏈烷基三甲基胺(ATMA)在鹼性條件下混合處理,發生離子交換作用,得到孔徑分布狹窄的三維介孔氧化硅材料。這是最早發現的氧化硅介孔材料,但由於因其結構不夠理想,當時並沒有引起科學家們的注意。直到1992年Mobil公司的Kresge和Beck等報道成功地利用陽離子表面活性劑,為模板劑合成了孔徑在1.5-l0nm范圍可調的新型M41S系列氧化硅(鋁)基有序介孔材料,才為有序介孔材料的研究吹響了號角圈。
1994年Stucky等合成了一系列含有籠結構的介孔材料,與合成M41S介孔材料相比,他是利用雙鏈結構的表面活性劑在酸性條件下在室溫或較低溫度下短時間合成的。
1995年有關介孔材料的化學改性相繼出現Es1。介孔材料的化學改性包括對骨架的摻雜及對孔道表面的修飾和功能化。對骨架的摻雜主要指在純硅基介孔材料的骨架內引入Al3+,Ti4+,B3+等雜原子而賦予其酸、鹼中心或催化活性點。介孔孔道表面功能化是制備介孔基主客體復合材料最廣泛和有效的方法。例如,利用疏水性的物質進行改性能提高材料的水熱穩定性,改善其對氣體的吸附性能;利用具有催化性能的物質進行改性能開發出適用於特定化學反應的催化劑;利用琉基、硫醚基團改性的介孔材料可對Hg 2+ Pb 2十等重金屬離子進行吸附川。
有序介孔薄膜的成功合成於1997年由Brinker等閣率先報道。利用酸性的醇溶液為反應介質和揮發誘導自組裝(EISA)工藝可以合成高質量的氧化硅介孔薄膜,這為介孔材料在膜分離與催化、微電子、感測器和光電功能器件等領域的應用開辟了廣闊的前景。
1998年Zhao等首次報道利用非離子型的三嵌段共聚物合成了大孔徑的SBA-15介孔材料,由於其具有較大的孔徑(5-30nm)和壁厚(3.1-6.4nm)使得其熱和水熱穩定性有了顯著提高,從而拓寬了介孔材料的應用范圍。目前基於SBA-15介孔材料的研究報道是介孔材料領域中最多的。
1999年Ryoo以介孔材料為硬模板成功地復制了其他介孔材料。他先後以MCM-48, SBA-1, SBA-15為模板復制出了CMK-1, CMK-2,CMK-3介孔碳分子篩材料,並為後來成功合成貴金屬、金屬氧化物、硫化物等非硅基介孔材料提供了切實可行的路線。
2003年Zhao等提出了「酸鹼對」概念,利用酸鹼配對的無機前驅物在非水體系中通過「自我調節」酸度來控制合成了一系列非硅介孔材料。該方法在一定程度上解決了如何尋找金屬溶膠前驅體的問題,是合成多元氧化物介孔材料的一種普適的方法。
2004年Che等報道利用陰離子的手性表面活性劑為模板,合成了具有螺旋孔道的手性介孔材料。這種具有獨特孔道結構的介孔材料有望在手性分子識別、分離和催化方面發揮作用。

5. 以活性炭為載體貴金屬負載催化劑負載機理是什麼

我僅僅知道 載銀活性炭的生產工藝 您要是想了解 可以具體聊

6. 什麼是前驅體是材料學的問題

前驅體,顧名思義就是獲得目標產物前的一種存在形式,大多是以有機-無機配合物或混合物固體存在,也有部分是以溶膠形式存在。前驅體這一說法多見於溶膠凝膠法、共沉澱法等材料制備方法中,但不是一個確切的科學術語,沒有特定的概念。也有人把它定義為目標產物的雛形樣品,即在經過某些步驟就可實現目標產物的前級產物。
值得注意的是,前驅體不一定就是初始原料,而可能是某些中間產物。例如:我們要獲得Fe2O3,首先將FeCl3溶液和NaOH溶液混合反應生成Fe(OH)3,然後將Fe(OH)3煅燒得到Fe2O3,這里我們習慣稱Fe2O3的前驅體為Fe(OH)3,而不是FeCl3溶液和NaOH溶液。
再如,溶膠凝膠法將反應物溶解在水中,經一系列步驟先形成溶膠,通過蒸發等手段將溶膠轉化成具有一定結構凝膠。這里的溶膠即為目標產物的前驅體。

7. 納米金屬粉末的特點有什麼,有哪些制備方法

納米金屬粉末的特點:

1.高效催化劑:納米粉末所具有的高活性、比表面積大的特點使其常適於用作為催化劑。實驗研究表明,納米鈷粉、粉、鋅粉等具有極強的催化效果。利用這些納米粉末製成的催化劑在一些有機物的化學合成方面,催化效率比傳統催化劑要高出數十倍,可用於有機物氫化反應、汽車尾氣處理等。(納米鈷粉,納米鎳粉,納米鋅粉)
2.高效助燃劑:納米粉末具有極強的儲能特性,將其作為添加劑加入燃料中可大大提高燃燒率。將一些納米粉末添加到火箭的固體燃料推進劑中, 可大幅度提高燃料的燃燒熱、燃燒效率,改善燃穩定性。有研究表明,向火箭固體燃料中加入0.5%納米鋁粉或鎳粉,可使燃燒效率提高10%-25%,燃燒速度加快數十倍。(納米鋁粉,納米鎳粉)

納米金屬粉末的制備方法:

1.傳統制備方法:氣相法、液相法、固相法。
2.新型制備方法:等離子氣化法、金屬噴霧燃燒法。