纳米高岭土的制备方法及应用

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1、纳米高岭土的制备方法及应用摘要：木文对纳米高岭七的性质及制备方法作出了简要的介绍，并对纳米高岭十-的应用情况作出了综述性介绍。关键词：纳米高岭土制备性能应用Abstract:Inthispaper,wehavemadeabriefintroductionaboutthepropertiesandpreparationmethodsofnanokaolin,andapplicationofnanokaolinmadecomprehensiveintroduction.Keyword:nanokaolinpreparationprope

2、rtiesapplication1.引言随着纳米科技的发展，纳米材料所具有的特殊的性能得到越来越广泛的关注。女U：小尺寸效应、虽了尺寸效应、表面与界面效应以及宏观量了隧道效应等。当任何材料被细化到纳米量级吋，该材料的物化性能就会发生巨大的变化，出现一系列宏观材料所不具备的优异的物理、化学和力学特征。因此当今材料领域常将一些普通材料纳米化,以期得到性能更优良的材料应用于实际。如：将纳米高岭土添加到冰箱、饮水机材料中，具有抗菌消毒作用［1］；陶瓷中添加纳米高岭土可使其强度提高50倍左右，用丁•制造发动机零件；纳米金属粉具冇很高的催化活性

3、，既可提高催化效率乂可改善材料的催化剂选择性，完全可取代贵金属Au、Pt用作净化汽车尾气的催化剂［2,3］o高岭土是一种地壳中分布广泛且具有重耍应用价值的非金属矿物。具有可增大材料的体积，提高塑料的绝缘强度和电阻，增强对红外线阻隔效果等功能［4］,被广泛应用于化工等领域。而纳米髙岭土因其颗粒微细，表面活性大，具有微米级颗粒无法比拟的优界物化性能已成为当今高岭土的研究开发和应用热点Z-o2.纳米高岭土简介高岭土是指多种含水铝硅酸盐矿物组成的集合体，主要是高岭石。高岭石的化学组成为2Si02-Ab0：＜・2H20,晶体属三斜晶系层状结构

4、的硅酸盐矿物。高岭石具有1：1型层状硅酸盐结构。山Si-o四而体层和Al-(0,0H)A而体层连接而成。在连接而上,Al(0,0H)八面体层中的3个(0H)中有2个(0H)位置被0代替，使每个A1周围被4个(0H)和2个0所包围。八面体空隙中只冇2/3位置为A1所占据。在硅氧四面体和铝氧八面体组成的单元层屮，四面体的边缘是氧原子，而八面体的边缘是氢氧基团，单元层与单元层之间通过氢键相互连接[5,6]。纳米高岭土是将普通高岭土纳米化，以使其具有纳米粒子的特性。(1)表而效应：纳米高岭土由于颗粒更细小，其比表而积增大，颗粒表而的原子数增

5、多、原子配位的不足及高表面能，使这些原了具有高的活性，它们极不稳定，很容易与其他原了结合。(2)量了尺寸效应：当粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象、纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级,能隙变宽现象。(3)小尺寸效应：当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件被破坏。非晶态纳米颗粒表面层附近的原了密度减小，致声、光、电、磁、热、力等特性呈现新的小尺寸效应。纳米粒子的这些小尺寸效应为

6、实用技术开拓了新领域。(4)宏观量子隧道效应：微观粒子具有贯穿势樂的能力称为隧道效应。宏观量子隧道效应的研究对基础研究实用都有着重要意义。以上的小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应及量子隧道效应是纳米微粒与纳米固体的棊木特性，它使纳米高岭土出现了一些奇异的物理和化学性质。合理利川这些性质就能扩展高岭土的用途。1.纳米高岭土制备方法3.1机械粉碎法该法是用各种超微粉碎机将原料肓接研磨粉碎成超微粉有固相参加的多和化学反应过程是反应剂之间达到原子级结合、克服反应势垒而发生化学反应的过程，具特点是反应剂之间有界面存在。粉末颗粒被强烈塑性变

7、形，产牛应力和应变，颗粒内产生大量的缺陷，颗粒非晶化。这显著降低了元素的扩散激活能，使得组元间在室温下可显著进行原子或离子扩散[7]o超微粉碎机冇：球辭机、高能球像机、行星屛、塔式粉碎机和气流磨等。这种方法工艺简单，制备效率高，并能制备岀常规机械粉碎。3.2插层法插层法是指在不改变具有层片状主体结构特征的前提卜；客体能够可逆地插入主体层片Z间的缝隙中。某些有机小分子能够点接破坏高岭石层与层之间形成的氢键插入到高岭土的层间，撐大了高岭石层间距，使高岭石层与层产生剥离。影响插层的因素较多，包括有机物本身的特性、含水量、温度、压力、pii

8、值以及高岭土的粒径大小、结晶程度等。插层法常川化学插层剂通常为尿索、脐和屮酰胺等。一般认为，高岭土的插层反应是通过层间氢键的断裂以及和插层分子形成新的氢键而实现的。一般情况下，结晶度好，粒度在2-5nm颗粒对反应较有利；有机分子的选择