高純鋰鎂皂石的制備及表征.pdf

1、鋰鎂皂石是一種2∶1層狀三八面體硅酸鹽類礦物，其凝膠在各種分散相中呈現出良好的觸變性、增稠性、懸浮性、化學穩(wěn)定性、交換性、吸附性、衛(wèi)生安全性等性能，在涂料、化妝品、醫(yī)藥、復合材料、催化劑、載體等領域中具有廣泛的應用。天然鋰鎂皂石儲量有限，全球范圍內目前探明的鋰鎂皂石礦產資源只有少量分布在美國的漢克托地區(qū)和我國的新疆托克遜縣，因此目前鋰鎂皂石主要來源于人工合成，而這其中，水熱合成工藝是當前生產鋰鎂皂石的主要方法。但鋰鎂皂石制備行業(yè)目前仍然

2、存在產品質量穩(wěn)定性差、生產效率低的實際問題?；谏鲜鲈颍瑢λ疅岷铣射囨V皂石進行系統(tǒng)深入的理論研究具有重要的現實意義。本論文研究的內容主要包括以下三個方面:鋰鎂皂石制備的單因素試驗研究，鋰鎂皂石制備的響應面試驗研究，鋰鎂皂石的結構和性能表征。主要研究成果如下:
　　單因素試驗研究確定的最佳工藝條件為:鋰鎂硅的摩爾用量之比為2∶7.084∶10.12;反應時間、反應溫度、反應pH值、反應濃度分別為72h、140℃、12、10％。

3、r>　　響應面試驗最終確定合成鋰鎂皂石的最優(yōu)工藝條件為:鋰鎂硅的摩爾用量之比為2.51∶7.084∶10.42;反應時間、反應溫度、反應pH值、反應濃度分別為74.78h、149.67℃、11.47、11.65％。
　　不同研究條件下鋰鎂皂石結晶化度、晶粒大小對比分析表明:最佳單因素條件＜最優(yōu)試驗條件＜響應面預測值;最佳試驗條件的結晶化度的完成度為95.54％，晶粒大小的完成度為99.78％，響應面預測產品指標的可信度為97.65

4、％。
　　最優(yōu)條件下合成鋰鎂皂石的化學組成分析結果表明，鋰鎂皂石的晶體結構式為(Si3.89Li0.11)(Mg2.24Li0.27)O10(OH，Cl)2·nH2O，層電荷數0.41，稍高于天然鋰鎂皂石的層電荷(0.36)。
　　綜合利用X射線衍射、紅外光譜、掃描電鏡、熱重差熱對最優(yōu)條件下合成鋰鎂皂石的晶體結構和形貌特征進行表征。結果表明:合成鋰鎂皂石晶體的X射衍射圖譜特征、紅外光譜特征以及熱重差熱曲線特征與天然鋰鎂皂石基

5、本相同。X射衍射圖譜中，合成鋰鎂皂石的d(001)=1.23nm，該值略小于天然鋰鎂皂石d(001)=1.27nm，合成鋰鎂皂石的結晶化度為95.40％，低于天然鋰鎂皂石，另掃描電鏡觀察合成的鋰鎂皂石具有明顯的層狀結構，屬于典型的層狀硅酸鹽礦物。
　　利用孔徑及比表面積分析儀、激光粒度儀對合成鋰鎂皂石的孔徑、表面積及粒度特性進行研究。結果表明，合成的鋰鎂皂石的結構為非孔結構，平均孔徑為1.83nm，比表面積為244.95 m2/g