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水滑石阻燃剂热相变行为及其热力学分析 被引量：5
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作者 张治青 廖梦尘 +4 位作者 曾虹燕 徐圣 徐理华 朱培函 杨永杰 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期14-18,共5页
水滑石(LDH)具有阻燃、消烟、填充和热稳定性等功能,是无机阻燃剂的新品种,以尿素为沉淀剂制备Mg/Al摩尔比为4的镁铝水滑石(MgAl-LDH)阻燃剂。通过X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和热重-差示扫描量热法(TG-DSC)等表征手段,... 水滑石(LDH)具有阻燃、消烟、填充和热稳定性等功能,是无机阻燃剂的新品种,以尿素为沉淀剂制备Mg/Al摩尔比为4的镁铝水滑石(MgAl-LDH)阻燃剂。通过X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和热重-差示扫描量热法(TG-DSC)等表征手段,以及结合去卷积及曲线拟合分析,研究了MgAlLDH阻燃剂的热分解行为,探求其热相变规律,特别是热解相变过程中层板羟基(—OH)的存在形式和层间碳酸根(CO2-3)的配位变化,并从热力学角度对其热分解过程进行了分析讨论。XRD表征发现,随着温度的升高,LDH阻燃剂主体层板结构发生晶相转变,500℃时层间CO2-3基本脱除生成镁铝双金属混合氧化物(Mg—Al—O),600℃有杂相MgAl2O4尖晶石晶相生成。基于FT-IR和TG-DSC表征和曲线拟合分析,发现LDH阻燃剂主体层板—OH存在[Al—OH—Al],[Al—OH—Mg]和[Mg—OH—Mg]三种形式,各结构单元中的—OH析出难易程度有所不同,[Mg—OH—Mg]最难析出,[Al—OH—Mg]次之,而[Al—OH—Al]较易;层间CO2-3亦有三种配位方式,即桥联配位、单齿配位和双齿配位。从热力学角度对MgAlLDH阻燃剂的热力学性质进行了估算,得到了Mg8Al2(OH)20CO3晶体的吉布斯自由能(ΔrGθT)随温度变化的明确表达式。当温度(T)高于228.65℃时,吉布斯自由能(ΔrGθT)小于零,MgAl-LDH发生分解,层板中—OH析出过程是自发进行的。该结果与TG-DSC实验结果接近,表明热力学估算所得吉布斯自由能(ΔrGθT)与温度(T)的关系是可靠的。 展开更多
关键词 水滑石 阻燃剂 热分解 配位方式 热力学 晶相转变
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Mg-Al水滑石的溶解动力学及热力学 被引量：5
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作者 徐圣 廖梦尘 +5 位作者 曾虹燕 朱培函 张治青 黄清军 刘小军 张伟 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2863-2868,共6页
研究了Mg-Al水滑石在水溶液中的溶解性能及其机理，考察了温度和pH对其溶解性能的影响,探讨了溶解过程中动力学和热力学规律。动力学研究表明，Mg-Al水滑石在水溶液中的溶解符合外扩散及表面化学反应控制模型，且不同pH区间其控制步骤... 研究了Mg-Al水滑石在水溶液中的溶解性能及其机理，考察了温度和pH对其溶解性能的影响,探讨了溶解过程中动力学和热力学规律。动力学研究表明，Mg-Al水滑石在水溶液中的溶解符合外扩散及表面化学反应控制模型，且不同pH区间其控制步骤不同。pH=1.0～3.8，水滑石完全溶解，其溶解速率随pH的提高而减小，受解吸控制。而pH=4.2～9.4，水滑石部分溶解，溶解速率与pH 值无关，受表面交换反应控制。另一方面，对水滑石溶解反应的Gibbs自由能变进行定量估算，其值为29.516 kJ·mol-1。经实验验证，理论估算可很好地与实验结果吻合。 展开更多
关键词 镁铝水滑石 溶解 动力学 热力学 动力学模型
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镁铝金属氧化物对共存Cu^(2+)/Cr(Ⅵ)的协同去除效应 被引量：3
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作者 刘小军 廖梦尘 +5 位作者 曾虹燕 张治青 杜金泽 郑梦凯 黄清军 朱培函 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期383-388,共6页
以Mg Al-CO32–水滑石(LDH)焙烧产物(LDO)为重金属离子去除剂,在单一Cu2+、Cr(Ⅵ)体系和Cu2+/Cr(Ⅵ)共存体系中探究了LDO对重金属离子的去除性能,并结合对金属-LDO复合体的XRD、FT-IR和SEM表征阐明了双金属(Cr(Ⅵ)阴离子+Cu2+阳离子)在... 以Mg Al-CO32–水滑石(LDH)焙烧产物(LDO)为重金属离子去除剂,在单一Cu2+、Cr(Ⅵ)体系和Cu2+/Cr(Ⅵ)共存体系中探究了LDO对重金属离子的去除性能,并结合对金属-LDO复合体的XRD、FT-IR和SEM表征阐明了双金属(Cr(Ⅵ)阴离子+Cu2+阳离子)在LDO上的去除机理。结果表明,Cr(Ⅵ)和Cu2+在LDO上的吸附表现为多重相互作用的协同吸附效应。除了Cu2+的"Jahn-Teller"效应和氢键协同多体效应外,Cu2+-Cr O42–-LDO体系还发生静电作用、水合作用、配位作用以及共沉淀和继沉淀作用,形成了Mg-Al-Cu三元复合体。 展开更多
关键词 无机非金属材料 水滑石 重金属离子 Cu2+/Cr(Ⅵ) JAHN-TELLER效应
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