核壳复合结构材料及其空心结构材料的制备的研究.pdf

河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:专看指导教师签名: wf。年岁月∥日切居年步月,y日河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。口保密,在一年解密后适用本授权书。本学位论文属于囤/不保密。(请在以上方框内打“4") 学位论文作者签名:裔指导教师签名: k,。年步月>3-日划D年岁月诊日摘要摘要近年来,随着材料合成技术和材料制备方法的进一步深入发展,一些特殊功能结构材料(如核壳复合结构材料、空心结构材料)越来越得到人们的关注。核壳复合结构材料具有可设计性的特点,利用多种层次复合以及非线性复合效应等创造出全新性能的先进复合颗粒。同时,将核壳结构材料的内核去除而得到的具有空心结构的一类功能材料,也存在极大地研究价值。目前,、也是技术比较成熟的一种方法。为了改善氢氧化镁与硅烷偶联剂之间的结合作用,,制备氢氧化镁/--氧化硅复合材料。实验中考察了不同pH值、反应温度、不同硅源等因素对制备复合粒子的影响。通过SEM、 TEM、EDS、、化学组成、界面化学状态等进行了分析和表征,并对复合粒子的形成机理进行了分析,结果表明:以硅酸钠为硅源,, 90。C的条件下可以制备出较好的Mg(OH)2/Si02核壳复合结构粒子。二氧化硅和氢氧化镁颗粒界面处存在化学作用,二氧化硅对复合材料的比表面积的贡献率为 120mz/g。经硅烷偶联剂改性后的复合粒子与改性后的氢氧化镁单相粒子相比具有活化指数高、分散性好、比表面积大的特点,且硅烷偶联剂与二氧化硅之间存在化学键合作用。以硅溶胶为硅源同样可以合成出Mg(OH)2/Si02核壳复合结构粒子,温度升高有助于二氧化硅在氢氧化镁表面的包覆。本论文还对包覆机制进行理论解释以及实验验证,提出了吸附、聚合一异相成核、生长一凝胶成膜的包覆理论机制。对以硅酸钠为硅源,(OH)2/Si02复合粒子的小试最佳条件进行了中试工艺初步探索,采用SEM、BET、(OH)2/Si02复合颗粒进行了分析表征,结果表明:二氧化硅在氢氧化镁表面是以薄膜的形式存在,复合粒子中氢氧化镁与二氧化硅之间存在化学作用。Mg(OH)2/Si02复合粒子的中试制备工艺的初步探索为该复合粒子的工业化制备奠定了一定的基础。在本实验室前期工作的基础上,本论文还对以针状纳米碳酸钙、氢氧化镁为模板,。实验结果表明:由于纳米碳酸钙和硝酸铝之间不存在较强的结合力,所以在本文的工艺和实验条件下, 以纳米碳酸钙为模板制备氧化铝空心管的方法是不可行的。以偏铝酸钠为铝源制备出了残缺管状结构,说明偏铝酸钠与碳酸钙之间存在一定结合力。以偏铝酸钠为铝源选用水热法所制得产品较为理想,但需对其工艺条件进行进一步改进研究,从而制得空心管状氧化铝颗粒。以硝酸铝为铝源,,由于包覆层厚度的原因只有部分颗粒河北科技大学硕士学位论文呈现完整空心结构。以硝酸铝为铝源,。关键词核壳结构;空心结构:氢氧化镁;二氧化硅;氧化铝;; 针状纳米碳酸钙一一 Abstract -_#2。。2__oo。Ij22。目2亨“,,2宁o;目。鼍。自自==;====;=====目_o■o#目;;产≈目‘■__—曼目#__目__鼻j_目;目i__一 Abstract In recent years,晰廿1 thedevelopment oftechnology positions, there hasbeen great interestinconcerning thesynthesis ofhollow structured materials specific structures posites structure notonly bine theadvantages ofallingredients