新型钙铝层状双氢氧化物的改性及其形成机理研究

摘要

以水滑石为代表的阴离子型层状双羟基氢氧化物水滑石类矿物(LDHs),是由相互平行且带有正电荷的层板组成,层间由平衡层板正电荷的阴离子及水分子组成,因其具有层间阴离子可交换性、结构坍塌记忆效应、主层板可自组装性等特点,已广泛用于高分子复合材料、催化材料、环境治理等领域.但由于LDHs层间表面羟基的亲水特性,可用十二烷基硫酸钠(SDS)等阴离子表面活性剂对其进行改性,可将LDHs层间表面亲水性转化为憎水性,使其可制备出对非离子性有机污染物具有高效吸附性能的有机LDHs材料,如SDS改性后的MgAl-LDH可有效的去除水体中三氯乙烯、四氯乙烯等.本文利用C3A化合物直接与SDS溶液水化，通过对起始SDS溶液pH以及水化过程中温度的研究，确定SDS溶液起始pH为11，合成温度为25℃时可制备出高有机含量的CaAl-SDS-LDH材料。同时通过XRD、FT-IT、TG-DTA及TEM等表征测试手段，确定了有机CaAl-SDS-LDHs材料的结构、形貌，结果表明SDS主要是以插层的形式进入了C3A水化后形成的层状化合物的层间，形成CaAl-SDS-LDH。SDS阴离子在层间以双分间层的形式垂直于层板形成交错有序的排布结构模式，层间SDS阴离子可以通过基团-S03-与带正电荷层板[Ca2Al(OH)6]+上的羟基形成氢键。