高岭石、蒙脱石层间原位合成纳米银、氧化锌

摘要

纳米银具有独特的化学性能、光学性能和电学性能。可以广泛应用于陶瓷材料、环保材料、抗菌和涂料等多种领域。纳米氧化锌是一种新型功能材料，在磁、光电、抗菌消毒、紫外线屏蔽等方面具有特殊的性能和用途。 本论文采用化学还原插层法在高岭石层间制备了纳米银，首先研究了时间和温度对DMSO插层高岭石插层率的影响。接着以硝酸银层间取代，以高岭石的层间作为反应器来控制银粒子的大小，借由还原剂水和肼在层间还原出单质银，从而制备Ag/高岭石插层复合物。由红外光谱研究可知，插层作用破坏了层间外羟基间的氢键，银的插入使得高岭石在2θ=38.1108°～38.3942°之间出现了一个陡峭Ag(111)的衍射峰。TEM研究表明，Ag已进入层间，但粒径分布较宽，为20-100nm。 采用水热插层法以DMSO/高岭石作为前驱体，PVP(聚乙烯吡咯烷酮)做分散剂，银氨层间取代，以高岭石的层间作为反应器来控制银粒子的大小，制备出Ag/高岭石插层复合物。XRD表明，PVP对高岭石进行了表面改性，促进了纳米银粒子在层间的合成，出现明显的Ag的(111)、 (200)、 (220)、(311)四个衍射峰，并且出现(111)方向上的择优生长。根据小角度出现的(001)衍射峰可知，高岭石层间距由0.716nm被扩大到4.53 nm。TEM直观地表现了银在高岭石层间的形貌，粒度分布范围为5-50nm。 用水热插层法以银氨作为插层体，分别以钠基和钙基蒙脱石做载体制备出Ag/蒙脱石插层复合物，XRD表明，纳米银在蒙脱石层间粒度很小，TEM直观地表现了Ag/蒙脱石(钠基)的形貌特征，纳米银粒径分布较均匀，大部分为1-3nm的小颗粒，个别颗粒达到12nm。 利用尿素燃烧放热同硝酸锌反应生成氧化锌的原理，以钠基和钙基蒙脱石做载体，层间原位还原，制备出ZnO/蒙脱石插层复合物。钠基蒙脱石层间距被撑大到2-23nm，表明氧化锌进入蒙脱石层间。 对高岭石来说，不加液态还原剂在层间合成纳米金属较加液态还原剂合成的分散性较好，颗粒尺度范围较小；对蒙脱石来说，钠基蒙脱石插层比钙基蒙脱石撑开层间距要大。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1金属及其纳米化

1.2纳米银、氧化锌的特性、用途及制备

1.2.1纳米银的特性与用途

1.2.2纳米氧化锌的特性与用途

1.2.3纳米银、氧化锌的制备方法

1.3以蒙脱石、高岭石层间反应器制备纳米金属进展

1.4本项研究的主要内容

第二章化学还原插层法制备Ag/高岭石插层复合物

2.1DMSO/高岭石插层复合物的制备

2.1.1实验

2.1.2 DMSO/高岭石插层复合物XRD分析

2.1.3 DMSO/高岭石插层复合物红外分析

2.2 Ag/高岭石插层复合物的制备

2.2.1实验

2.2.2 Ag/高岭石插层复合物XRD分析

2.2.3Ag/高岭石插层复合物红外分析

2.2.4 TEM对纳米银在层间的表征

2.3小结

第三章水热插层法制备Ag/高岭石插层复合物

3.1实验

3.1.1正交试验设计

3.1.2正交实验安排与测试结果

3.2各因素对强度比的影响

3.3实验条件优化

3.4水热插层法制备Ag/高岭石插层复合物XRD分析

3.5不同分散剂的影响

3.6 TEM对水热插层法在层间制备纳米银粒子的表征

3.7小结

第四章纳米银(氧化锌)/蒙脱石的制备

4.1实验

4.1.1Ag/蒙脱石复合物的制备

4.1.2 ZnO/蒙脱石插层复合物的制备

4.2 Ag/蒙脱石插层复合物的表征

4.2.1 Ag/蒙脱石插层复合物XRD分析

4.2.2 TEM对蒙脱石层间银粒子的表征

4.3 ZnO/蒙脱石插层复合物的表征

4.3.1 ZnO/蒙脱石插层复合物XRD分析

4.3.2 TEM对蒙脱石层间氧化锌的表征

4.4小结

第五章结论

致谢

参考文献

个人简历、参考项目及发表论文