稀土氟化物對(duì)高嶺石相變動(dòng)力學(xué)和地聚合物力學(xué)性能的影響.pdf

1、高嶺土主要成分是高嶺石，廣泛地應(yīng)用到化工、造紙、陶瓷、涂料和國(guó)防行業(yè)，是一種非常具有價(jià)值且可以作為合成綠色膠凝材料地聚物原料的天然礦物材料。因稀土元素的特殊電子層，使得它擁有獨(dú)特的催化及協(xié)同作用，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。
　　本文采用綜合熱分析技術(shù)對(duì)高嶺石和高嶺石中摻入稀土氟化物ErF3、LaF3、NdF3、PrF3及YF3的量為n(Al)/n(Re)=100的相變過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，研究了稀土氟化物對(duì)其相變過(guò)程的影響，利用Coats-

2、Redfern以及Achar方程分析脫羥基過(guò)程得到動(dòng)力學(xué)參數(shù)，用Kissinger方程、Ozawa方程以及Johnson-Mehl-Avrami(JMA)修正方程(Ⅰ)來(lái)計(jì)算高溫相變過(guò)程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，用XRD和FTIR研究高嶺石和摻入不同稀土氟化物的高嶺石的物相、結(jié)構(gòu)以及化學(xué)鍵的變化，測(cè)得制備得到地聚物的抗壓強(qiáng)度，探究不同稀土氟化物以及摻量對(duì)地聚物力學(xué)性能的影響，得到以下結(jié)論：
　?。?）高嶺石熱分解反應(yīng)過(guò)程符合化學(xué)反應(yīng)模型F3機(jī)

3、理，摻入稀土氟化物的高嶺石熱分解過(guò)程均符合F2機(jī)理，脫羥基過(guò)程中達(dá)到最大速率時(shí)的溫度大小順序?yàn)椋簱饺隕rF3>摻入PrF3>摻入NdF3>摻入LaF3>摻入YF3>摻入ErF3>高嶺石?？瞻赘邘X石熱分解過(guò)程的活化能Ea和指前因子lnA平均值分別為281.64KJ/mol和44.2531，摻入ErF3的高嶺石分別為：219.49KJ/mol和32.7281；摻入LaF3的高嶺石分別為：203.57 KJ/mol和30.5123；摻入NdF

4、3的高嶺石分別為：201.33KJ/mol和30.1208；摻入PrF3的高嶺石分別為：209.20 KJ/mol和31.2811；摻入YF3的高嶺石分別為：199.40KJ/mol和29.854。說(shuō)明稀土氟化物明顯有助于降低高嶺石熱分解反應(yīng)的活化能和指前因子，有利于脫羥基反應(yīng)的進(jìn)行。
　?。?）采用Kissinger方程、Ozawa方程以及JMA修正方程(Ⅰ)計(jì)算出高嶺石高溫相變活化能分別為677.32KJ·mol-1、698.

5、72 KJ·mol-1以及688.02KJ·mol-1，高嶺石的頻率因子lnυ為62.6299，而摻入稀土氟化物的高嶺石的高溫相變活化能及頻率因子lnυ都有較大程度的升高，表明稀土氟化物使得高嶺石的相變活化能與頻率因子增大，摻入YF3的高嶺石的相變活化能增大幅度最小，摻入LaF3的高嶺石相變活化能增加的幅度最大。
　?。?）利用正交試驗(yàn)找出用偏高嶺石制得地聚物的最佳試驗(yàn)條件為：NaOH濃度為10 mol/L，液固比為1.0，水玻璃