高嶺土納米管的制備及其性能的初步探索.pdf

1、高嶺土是一種重要的工業(yè)應(yīng)用原料，提高其品質(zhì)是一個(gè)重要方向。針對(duì)于此，本課題以高嶺土為原料，探索由片狀高嶺土制備管狀高嶺土的工藝；考察了制備高嶺土納米管的穩(wěn)定性；對(duì)比分析了高嶺土納米管、熱及酸處理改性的高嶺土以及天然埃洛石納米管的漿液粘性特點(diǎn)，初步分析了高嶺土納米管對(duì)其漿液粘度的影響。采用TEM/SEM，XRD，TG，F(xiàn)T-IR，BET等對(duì)樣品表征，烏氏粘度計(jì)對(duì)低濃度樣品粘度做測(cè)試，StressTech型平板流變儀對(duì)樣品流變性做測(cè)試。

2、r>　　研究發(fā)現(xiàn)：制備高嶺土納米管內(nèi)外徑分別約為(12~25)nm和(20~40)nm，長(zhǎng)度(500~1000)nm，長(zhǎng)徑比較大，產(chǎn)率較高，片層內(nèi)部仍保持著高嶺石Si∶Al=1∶1的二八面體結(jié)構(gòu)，因片層被剝落卷曲，沿c軸方向無(wú)序化。該材料是管徑均一的納米管材料，具有較好的耐酸及熱穩(wěn)定性，2M鹽酸處理后的樣品形貌保持完好，經(jīng)600℃恒溫煅燒5h的樣品變?yōu)闊o(wú)定型的偏高嶺石結(jié)構(gòu)，仍然保持管狀形貌。其比表面積與天然埃洛石納米管接近，經(jīng)600℃煅

3、燒后比表面積從40.25m2/g增加至70.56m2/g，具有較好的吸附性能，與高嶺土原土相比孔容有大幅提高。
　　高嶺土經(jīng)熱、酸處理改性后粘度規(guī)律：煅燒高嶺土粘度值均低于原土。表面羥基的多少是決定高嶺土漿液粘度大小的關(guān)鍵因素，對(duì)煅燒高嶺土酸處理可使已經(jīng)脫除羥基的鋁氧八面體內(nèi)表面羥基重新生長(zhǎng)出來(lái)，并可增加結(jié)構(gòu)中的吸附水，隨煅燒時(shí)間延長(zhǎng)活性鋁單元數(shù)目增多，再與鹽酸反應(yīng)樣品粘度增大。同濃度的300℃煅燒9h后酸處理的樣品粘度最大，當(dāng)濃

4、度為0.01g/ml時(shí)粘度值為1.4819cP。
　　高嶺土納米管使?jié){液的觸變性變大，固含量為12％（w/w）的高嶺土納米管漿液在低剪切速率下粘度值為6.18×102Pa·s，隨剪切速率增大，粘度降低，在剪切速率500s-1下粘度值為7.28×10-2Pa·s，呈剪切稀化現(xiàn)象，表現(xiàn)為假塑性流體。在低剪切速率下高嶺土納米管漿液粘度值大于原土粘度值2.15×10-1Pa·s；在剪切速率為500s-1高嶺土納米管漿液粘度值大于原土粘度值

5、6.69×10-3Pa·s。
　　高嶺土樣品比表面積越大，顆粒之間異性電荷相互吸引力就越大。制備高嶺土納米管比表面積較大、長(zhǎng)徑比較大，呈束狀排列，可以形成類(lèi)似“膠束”狀牢固的絮凝團(tuán)，有纖維增塑增強(qiáng)功能，使分散體系的粘度增加。粘度測(cè)試結(jié)果表明濃度為0.01g/ml的漿液粘度大小順序?yàn)椋?0%高嶺土納米管+50%原土的粘度值6.7584cP>經(jīng)過(guò)熱、酸處理改性的高嶺土粘度最大值1.4819cP>高嶺土原土的粘度值1.3354cP>埃洛