APTES插层复合物的表征及其脱嵌反应动力学.pdf

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1、第31卷第3期无机化学学报Vo1．31No．32015年3月CHINESEJOURNAL0FIN0RGANICCHEMISTRY501—508高岭石／APTES插层复合物的表征及其脱嵌反应动力学刘钦甫纪阳杜妍娜李晓光梁鹏(中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京100083)摘要：以高岭石／甲醇(I(／M)复合物为前驱体，利用置换法制备出了高岭石一一氨丙基三乙氧基硅烷插层复合物(K／APTES)。并应用XRD、bl'IR、TEM、TG—DSC分析等表征手段对复合物进行了分析。结果表明：APTES分子的氨基与前驱体

2、M的四面体硅氧烷基、嫁接在铝氧八面体表面上的甲氧基均发生键合作用形成氢键．APTES分子为两层倾斜排列于高岭石层间，倾角大小与温度有关。插层剂APTES破坏了高岭石层间的氢键，加剧了高岭石自身结构中硅氧四面体片层与铝氧八面体片层之间存在的错位．使得K／APTES插层复合物的部分片层卷曲变形还针对复合物的插层剂APTES的脱嵌反应．采用Satava积分法和Achar_BrindleY．Sharp—Wendwo~h微分法相结合的动力学方法计算得到了完整的动力学三因子：活化能E：197．8kJ．mol～，指前因子的对数lg／s

3、)=14．60，最概然机理函数为：ricO=[一ln(1一)1～，G)=+(1一cOln(1一)。关键词：高岭石；T-氨丙基三乙氧基硅烷；插层；动力学中图分类号：P578．964：TQ324．4文献标识码：A文章编号：1001—4861(2015)03—0501—08DoI：lO．11862／CJIC．2015．096CharacterizatiOnandDeintercalati0nKineticsofKaolinite／T-AminopropyltriethoxysilaneIntercalationComplexL

4、IUQin—FuJ1YangDUYan—NaLIXiao—GuangLIANGPengfCollegeofGeoscienceandSurveyingEngineering,ChinaUniversityofMining&Technology,Beijing100083，China)Abstract：Thekaolinite／T—aminopropyhriethoxysilane(K／APTES)waspreparedwithadirectdisplacementintercalationmethodbyusingkao

5、linite／methanolintercalationcomplexasanintermediate．ThesampleswerecharacterizedbyusingX-raydiffraction，Fouriertransforminfraredspectroscopy，thermogravimetricanalysis，andTEManalysis．AnalysissuggestedthattheamidogenofAPTESformshydrogenbondswithtetrahedronsiloxanean

6、dinterlayermethoxygroupofthekaolinite／methanolintercalationcomplex．TheAPTESmoleculesarearrangedindoublelayeraslantbetweenthekaolinitelayers，andtheinclinationangleisrelatedtothetemperature．BecauseofhydrogenbondsarebrokenbyAPTES，theK／APTESintercalationcompoundappea

7、rsclearscrollandexfoliation．ThekinetictripletofAPTESdeintercalationfromK／APTESintercalationcomplexwascalculatedbySatavaintegralmethodandAchar—Brindley—Sharp-Wendwo~hdifferentialmethod．TheactivationenergyEis197．8kJ·mol_。，thelogarithmofpre—exponentialfactorlg(A／s)i

8、s14．60．ThemechanismfunctionisG()=+(1一a)ln(1-ot)andfloO=[-ln(1-a)]～．Keywords：kaolinite；—aminopropyhriethoxysilane；intercalation；kinetic收稿日期：2014．09．18。收修改稿日期：20