二维蒙脱石制备与功能化应用

目录
第1章 绪论 1
1.1 蒙脱石矿物特征 1
1.1.1 蒙脱石化学组成 1
1.1.2 蒙脱石晶体结构特征 2
1.2 蒙脱石理化特性 3
1.2.1 稳定性 3
1.2.2 负电性和电荷异性 4
1.2.3 离子交换特性 4
1.2.4 吸附特性 5
1.2.5 分散特性 5
1.2.6 水溶液流变特性 6
1.2.7 吸水膨胀特性 6
1.3 蒙脱石水化膨胀 7
1.3.1 水化膨胀微观过程 7
1.3.2 层间阳离子影响 10
1.4 蒙脱石功能化应用 11
参考文献 13
第2章 蒙脱石剥离制备二维纳米片 16
2.1 剥离方法 16
2.1.1 超声剥离 17
2.1.2 剪切剥离 20
2.1.3 循环冷冻-解冻剥离 22
2.2 剥离程度表征 25
2.2.1 Stokes 粒度与光学粒度 25
2.2.2 浊度法 27
2.2.3 原子力显微镜分析 31
2.3 剥离影响因素 33
2.3.1 层间离子种类 33
2.3.2 水化和溶剂化作用 36
参考文献 39
第3章 蒙脱石纳米片特性 41
3.1 蒙脱石纳米片形貌特征 41
3.1.1 SEM 分析 41
3.1.2 TEM 分析 42
3.1.3 AFM 分析 42
3.2 蒙脱石纳米片表面电动性质 43
3.2.1 剥离对表面电动性质的影响 43
3.2.2 表面质子化 45
3.3 蒙脱石纳米片胶体稳定性及流变性能 46
3.3.1 胶体稳定性 47
3.3.2 流变性能 49
3.4 蒙脱石纳米片表面水化膜 49
3.4.1 基于爱因斯坦黏度理论测量蒙脱石纳米片表面水化膜厚度 50
3.4.2 基于分子动力学模拟计算蒙脱石纳米片水化膜厚度 53
参考文献 57
第4章 蒙脱石纳米片水凝胶吸附剂 59
4.1 蒙脱石纳米片水凝胶吸附剂构建及表征 59
4.1.1 蒙脱石纳米片/壳聚糖水凝胶 59
4.1.2 TiO2@蒙脱石纳米片/聚丙烯酸/壳聚糖三维网状水凝胶 67
4.1.3 蒙脱石纳米片/聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）高性能水凝胶 74
4.2 蒙脱石纳米片水凝胶吸附剂性能 78
4.2.1 因素实验 78
4.2.2 循环再生性能 82
4.2.3 吸附动力学 82
4.2.4 吸附等温线 84
4.2.5 亚甲基蓝吸附机理 85
4.3 蒙脱石纳米片/壳聚糖铜离子印迹凝胶球 88
4.3.1 铜离子印迹凝胶制备 88
4.3.2 铜离子印迹凝胶表征 88
4.3.3 铜离子吸附行为 90
4.3.4 铜离子吸附机理 94
4.3.5 选择性吸附和循环性能 95
4.4 蒙脱石纳米片/聚乙烯醇/海藻酸钠/壳聚糖凝胶球 97
4.4.1 凝胶球制备 97
4.4.2 凝胶球表征 97
4.4.3 亚甲基蓝吸附行为 98
4.4.4 吸附动力学 102
4.4.5 吸附等温线 103
4.4.6 吸附热力学 105
4.4.7 亚甲基蓝吸附机理 105
参考文献 108
第5章 蒙脱石纳米片环境催化材料 112
5.1 蒙脱石纳米片/铁-壳聚糖凝胶 112
5.1.1 蒙脱石纳米片/铁-壳聚糖凝胶制备 112
5.1.2 蒙脱石纳米片/铁-壳聚糖凝胶表征 113
5.1.3 亚甲基蓝吸附降解行为 114
5.1.4 亚甲基蓝吸附和降解机理 117
5.2 卡房结构蒙脱石纳米片/二硫化钼复合材料 119
5.2.1 卡房结构蒙脱石纳米片/二硫化钼复合材料制备 119
5.2.2 卡房结构蒙脱石纳米片/二硫化钼复合材料表征 120
5.2.3 卡房结构蒙脱石纳米片/二硫化钼复合材料光催化降解性能 122
5.3 蒙脱石纳米片/二硫化钼空心微球 123
5.3.1 分级多孔结构蒙脱石纳米片空心微球构建及表征 123
5.3.2 蒙脱石纳米片/二硫化钼空心微球制备与表征 124
5.3.3 蒙脱石纳米片/二硫化钼空心微球光催化降解性能 126
参考文献 127
第6章 蒙脱石纳米片基储热材料 129
6.1 蒙脱石/水纳米流体太阳光热收集与显热储存 129
6.1.1 MMTNS/H2O 纳米流体制备与表征 130
6.1.2 MMTNS/H2O 纳米流体稳定性与稳定机理 131
6.1.3 MMTNS/H2O 纳米流体强化传热性能 133
6.1.4 MMTNS/H2O 纳米流体太阳能收集与利用 135
6.2 蒙脱石纳米片/硬脂酸微胶囊相变材料 136
6.2.1 MMTNS/SA 微胶囊复合相变材料设计与合成 137
6.2.2 MMTNS/SA 微胶囊复合相变材料表征与合成机理 137
6.2.3 蒙脱石纳米片厚度对复合相变材料性能的影响 141
6.2.4 MMTNS/SA/AgNP 微胶囊复合相变材料合成与热物性能 145
6.3 三维网状蒙脱石纳米片/硬脂酸定形复合相变材料 151
6.3.1 3D-MMTNS/SA 定形复合相变材料设计与合成 151
6.3.2 3D-MMTNS/SA 定形复合相变材料表征与合成机理 151
6.3.3 3D-MMTNS/SA 定形复合相变材料热物性能 153
6.3.4 3D-MMTNS/SA/AgNW 定形复合相变材料合成与热物性能 156
参考文献 160
第7章 蒙脱石纳米片/壳聚糖薄膜阻燃材料 162
7.1 层层自组装制备蒙脱石纳米片/壳聚糖薄膜 162
7.2 蒙脱石纳米片/壳聚糖薄膜阻燃性能 164
7.2.1 热稳定性 164
7.2.2 阻燃特性 165
7.3 蒙脱石纳米片/壳聚糖薄膜阻燃机理 165
参考文献 168
第8章 MoS2@蒙脱石纳米片/聚丙烯酸/聚丙烯酰胺-铜水凝胶抑*材料 169
8.1 MoS2@蒙脱石纳米片/聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）水凝胶构建 169
8.1.1 水凝胶构建机理 169
8.1.2 水凝胶制备 170
8.2 MoS2@蒙脱石纳米片/聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）水凝胶表征 171
8.2.1 XRD 分析 171
8.2.2 FTIR 分析 172
8.2.3 形貌分析 173
8.3 Cu(II)吸附性能 174
8.3.1 溶液初始pH 的影响 174
8.3.2 吸附动力学 175
8.3.3 吸附等温线 176
8.3.4 吸附机理 177
8.4 MoS2@蒙脱石纳米片/聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）水凝胶抑*性能 180
8.4.1 MoS2 含量对抑*性能的影响 180
8.4.2 水凝胶用量对抑*性能的影响 181
8.4.3 抑*机理 182
参考文献 183
附图 185