高嶺土納米管的制備及其性能的初步探索.pdf

1、高嶺土是一種重要的工業(yè)應用原料，提高其品質是一個重要方向。針對于此，本課題以高嶺土為原料，探索由片狀高嶺土制備管狀高嶺土的工藝；考察了制備高嶺土納米管的穩(wěn)定性；對比分析了高嶺土納米管、熱及酸處理改性的高嶺土以及天然埃洛石納米管的漿液粘性特點，初步分析了高嶺土納米管對其漿液粘度的影響。采用TEM/SEM，XRD，TG，F(xiàn)T-IR，BET等對樣品表征，烏氏粘度計對低濃度樣品粘度做測試，StressTech型平板流變儀對樣品流變性做測試。

2、r>　　研究發(fā)現(xiàn)：制備高嶺土納米管內外徑分別約為(12~25)nm和(20~40)nm，長度(500~1000)nm，長徑比較大，產率較高，片層內部仍保持著高嶺石Si∶Al=1∶1的二八面體結構，因片層被剝落卷曲，沿c軸方向無序化。該材料是管徑均一的納米管材料，具有較好的耐酸及熱穩(wěn)定性，2M鹽酸處理后的樣品形貌保持完好，經600℃恒溫煅燒5h的樣品變?yōu)闊o定型的偏高嶺石結構，仍然保持管狀形貌。其比表面積與天然埃洛石納米管接近，經600℃煅

3、燒后比表面積從40.25m2/g增加至70.56m2/g，具有較好的吸附性能，與高嶺土原土相比孔容有大幅提高。
　　高嶺土經熱、酸處理改性后粘度規(guī)律：煅燒高嶺土粘度值均低于原土。表面羥基的多少是決定高嶺土漿液粘度大小的關鍵因素，對煅燒高嶺土酸處理可使已經脫除羥基的鋁氧八面體內表面羥基重新生長出來，并可增加結構中的吸附水，隨煅燒時間延長活性鋁單元數(shù)目增多，再與鹽酸反應樣品粘度增大。同濃度的300℃煅燒9h后酸處理的樣品粘度最大，當濃

4、度為0.01g/ml時粘度值為1.4819cP。
　　高嶺土納米管使?jié){液的觸變性變大，固含量為12％（w/w）的高嶺土納米管漿液在低剪切速率下粘度值為6.18×102Pa·s，隨剪切速率增大，粘度降低，在剪切速率500s-1下粘度值為7.28×10-2Pa·s，呈剪切稀化現(xiàn)象，表現(xiàn)為假塑性流體。在低剪切速率下高嶺土納米管漿液粘度值大于原土粘度值2.15×10-1Pa·s；在剪切速率為500s-1高嶺土納米管漿液粘度值大于原土粘度值

5、6.69×10-3Pa·s。
　　高嶺土樣品比表面積越大，顆粒之間異性電荷相互吸引力就越大。制備高嶺土納米管比表面積較大、長徑比較大，呈束狀排列，可以形成類似“膠束”狀牢固的絮凝團，有纖維增塑增強功能，使分散體系的粘度增加。粘度測試結果表明濃度為0.01g/ml的漿液粘度大小順序為：50%高嶺土納米管+50%原土的粘度值6.7584cP>經過熱、酸處理改性的高嶺土粘度最大值1.4819cP>高嶺土原土的粘度值1.3354cP>埃洛