葡萄糖酸改性堿性鈣基膨潤土的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、堿性鈣基膨潤土是近年開發(fā)出的第一種陰離子交換型膨潤土，該膨潤土層間鈣離子帶有活性氫氧根，為更多的有機物進入膨潤土層間提供了可能，利用豐富的有機酸資源對堿性鈣基膨潤土進行有機改性可得到用途廣泛的有機酸膨潤土。葡萄糖酸是一種多羥基有機酸，用它改性堿性鈣基膨潤土后可得到一種多羥基有機膨潤土，其親水性好，與多羥基類高分子材料或大分子有著很好的相容性。 本文以葡萄糖酸改性堿性鈣基膨潤土為出發(fā)點，一方面在溫和的反應(yīng)條件下進行表面改性，在保持

2、其層狀結(jié)構(gòu)的前提下，增加其表面的羥基數(shù)量，得到脫水能力強、穩(wěn)定性良好的葡萄糖酸改性膨潤土脫水材料；另一方面使葡萄糖酸分子充分進入層間與OH發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，因激烈放熱致使膨潤土層板發(fā)生剝離，層片達(dá)到納米尺度，制得粒子剝離型葡萄糖酸納米蒙脫石(P-EGAM)。葡萄糖酸納米蒙脫石作為一種無機/機復(fù)合納米材料，可以對天然高分子或已經(jīng)聚合的親水性高分子材料實現(xiàn)膨潤土高度分散改性。 本文通過單因素實驗，分別探索出葡萄糖酸改性膨潤土脫水材料

3、和葡萄糖酸納米蒙脫石制備的最佳工藝參數(shù)，并利用紅外光譜、X射線衍射、差熱分析和電子顯微鏡等手段對合成的產(chǎn)物進行結(jié)構(gòu)表征。同時，對這兩種材料的性能及應(yīng)用作了初步研究。結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用結(jié)果表明，葡萄糖酸改性膨潤土脫水材料仍保持堿性鈣基膨潤土的層狀結(jié)構(gòu)和層間距，表面粗糙多孔，熱穩(wěn)定性好，脫水再生溫度低，在乙醇常壓蒸汽脫水應(yīng)用中，當(dāng)乙醇進料質(zhì)量濃度為95％時，每克吸附劑可生產(chǎn)99.5％乙醇0.706 g；表征結(jié)果表明葡萄糖酸納米蒙脫石為葡萄糖酸表

4、面修飾的蒙脫石粒子，熱穩(wěn)定性與葡萄糖酸鈣相同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)及形貌相對堿性鈣基膨潤土均已發(fā)生了明顯的變化，粒子為厚度小于100 nm的納米片。在淀粉糊添加P-EGAM制備P-EGAM/淀粉復(fù)合材料的應(yīng)用實驗中，P-EGAM能達(dá)到增粘的效果，并存在最佳添加量為2.5％。最后，綜合對比兩種材料的制備、表征、應(yīng)用等結(jié)果，初步推測葡萄糖酸蒙脫石的剝離機理，并根據(jù)產(chǎn)品DSC的吸熱焓變數(shù)據(jù)，定量計算了產(chǎn)品的剝離率。 葡萄糖酸改性堿性鈣其膨潤土的研