【技术实现步骤摘要】
阻燃碳纳米管-蒙脱土复合气凝胶材料及其制备方法
本专利技术涉及纳米材料
,更具体地说,涉及一种阻燃碳纳米管-蒙脱土复合气凝胶材料及其制备方法。
技术介绍
蒙脱土(MMT)是一类由纳米厚度(约1nm)的表面带负电的硅酸盐片层依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物。其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成,属2:1型层状硅酸盐。(谢友利,张猛,周永红.蒙脱土的有机改性研究进展[J].化工进展,2012,(04):844-851.)其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成,属2:1型层状硅酸盐。这种特殊的晶体结构赋予蒙脱土独特的性质,如表面极性大、阳离子交换能力强、层间表面含水等。蒙脱土每层的厚度约为1nm,长宽各约100nm,层间距大约为1nm左右。由于蒙脱土铝氧八面体上部分三价铝被二价镁同晶置换,使层内表面具有负电荷,过剩的负电荷通过层间吸附的阳离子来补偿,它们很容易与无机或有机阳离子进行交换。(周春晖,蔡晔,罗锡平,葛忠华,李小年,刘华彦.蒙脱土负载型固体酸催化剂的烷基化性能与结构研究[J].高校化学工程学报,2003,(01):96-100.)有机阳离子交换后的蒙脱土呈亲油性,并且层间的距离增大。有机改性蒙脱土能进一步在与单体或聚合物熔体混合的过程中,剥离为纳米尺度的结构片层,均匀分散在聚合物基体中,从而形成纳米复合材料。蒙脱土纳米管具有独特的纳米结构,是一种前景广阔的天然纳米材料。且蒙脱土纳米管分布广泛,价格便宜,无毒无害。蒙脱土因其独特的纳米结构,具有以下优点:首先,来源广泛,价格便宜;蒙脱土是一种 ...
【技术保护点】
1.阻燃碳纳米管‑蒙脱土复合气凝胶材料,其特征在于:碳纳米管‑蒙脱土复合气凝胶材料平均比表面积为600‑604m
【技术特征摘要】
1.阻燃碳纳米管-蒙脱土复合气凝胶材料,其特征在于:碳纳米管-蒙脱土复合气凝胶材料平均比表面积为600-604m2g-1,碳纳米管-蒙脱土复合气凝胶材料中同时存在纳米尺度和微米尺度孔隙,纳米尺度孔隙平均为10-11nm,微米尺度孔隙平均为19-21μm,按照下述步骤进行:步骤1,取0.6-12重量份十二烷基硫酸钠(SDS)、0.01-18重量份六溴环十二烷加入100重量份水中,超声振荡均匀后,向其中加入0.8-12重量份的碳纳米管,超声分散均匀后,抽真空后保持真空,随后恢复到常压,重复抽真空步骤三次,得到步骤1的湿凝胶;步骤2,将0.09-12重量份蒙脱土干燥后,用溶剂配置为0.06-24wt%的蒙脱土分散液,将蒙脱土分散液机械搅拌均匀,再超声处理后,得到步骤2的湿凝胶;步骤3,将0.7-32重量份步骤1的湿凝胶、0.8-30重量份步骤2的湿凝胶、0.3-16重量份质量分数为0.05-18wt%的双酚双(磷酸二苯酯)溶液混合,搅拌均匀再超声处理离心后,得到产物,将产物置于CO2超临界高压萃取装置中,以CO2为介质在温度10-300℃和气压1-20MPa下进行超临界干燥至少1h,可得到阻燃碳纳米管-蒙脱土复合气凝胶材料;在步骤1中加入的六溴环十二烷分散至碳纳米管中空结构中,碳纳米管中空结构为阻燃碳纳米管-蒙脱土复合气凝胶材料提供微孔结构,将六溴环十二烷负载在碳纳米管内,碳纳米管之间形成三维网状结构,步骤2中加入的蒙脱土成功构建为网络孔隙结构,上述三维网状结构与碳纳米管成功构建为网络孔隙结构共同形成了三维网络孔隙结构,上述三维网络孔隙结构为阻燃碳纳米管-蒙脱土复合气凝胶材料提供介孔结构,同时将双酚双(磷酸二苯酯)负载在介孔结构中。2.根据权利要求1所述的阻燃碳纳米管-蒙脱土复合气凝胶材料,其特征在于:在步骤1中,将1-10重量份十二烷基硫酸钠(SDS)、0.05-15重量份六溴环十二烷加入水中,超声振荡2-48h后,向其中加入1-10重量份的碳纳米管,超声分散1-24h后,抽真空后保持0.5-2h。3.根据权利要求1所述的阻燃碳纳米管-蒙脱土复合气凝胶材料,其特征在于:在步骤2中,将0.1-10重量份蒙脱土在60-180℃下干燥5-20h,用溶剂配置为0.1-20wt%的蒙脱土分散液,将蒙脱土分散液在5-35℃下以150-400r/min的速度机械搅拌4-10h,再用50-300W功率的超声处理6-15h。4.根据权利要求1所述的阻燃碳纳米管-蒙脱土复合气凝胶材料,其特征在于:在步骤3中,将1-30重量份碳纳米管载药湿凝胶、1-30重量份蒙脱土湿凝胶、0.5-15重量份质量分数为0.05-15wt%的双酚双(磷酸二苯酯)溶液混合,在5-35℃下搅拌10-25h,超声处理6-15h,最后在1000-3500rpm转速下离心1-8h。5.根据权利要求1所述的阻燃碳纳米管-蒙脱土...
【专利技术属性】
技术研发人员:李洪彦,付永强,刘洪丽,魏冬青,李海明,
申请(专利权)人:天津城建大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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