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水滑石

***生产水滑石

纳米技术在聚氨酯氨纶纤维应用取得突破

纳米应用中关链技术解决纳米粒子的分散防止团聚，由于纳米微粒表面活性很高，环保阻燃剂，极易产生团聚，从而失去纳米微粒的性能，如何防止纳米微粒团聚，如何保证高分子聚合物中纳米尺度分散是制备纳米高分子聚合物的技术难点。

一般纳米粒子采用有机物质（如表面活性剂）对其表面加以处理。在纳米技术聚氨酯弹性体材料中有两种方法效果明显：一种方法称为原位聚合法，经表面处理的纳米粒子加入到单体中，然后引发单体聚合，从而达到纳米改性聚合物目的。再由硅胶分介成纳米SiO2，将此工艺与聚酯多元醇合成工艺结合一起，即可制得纳米聚酯多元醇。用此纳米聚酯多元醇原料可制得高性能的纳米改性氨纶。（包括干法和熔纺法）

插层复合纳米技术，就是将单体或聚合物插进层状无机物片层之间，再将厚1nm，宽100nm左右的片状结构基体元剥离，使其均匀分散于聚合物中。从而实现聚合物与无机层状材料在纳米尺度上的复合。此种纳米技术已由中科院化学所孙贤育研究员、孔克健研究员和北京大学化学与分子工程学院吴瑾光***等科技人员在干法氨纶应用中研究成功，并已获得了发明专利。

该发明选用了无机层状纳米材料如硅酸铝盐的蒙脱土（MMT），镁铝盐的水滑石（LDHS）。首先对纳米材料进行有机化表面处理，防止纳米材料团聚，未经处理的蒙脱土的层间距为1nm左右，片层面积由于折叠堆积达到数微米。经有机化处理后层间间短为1.9nm，片层面积达到200－300nm。经有机化处理的纳米蒙脱土引入到氨纶制造中扩链剂组分，由于扩链剂与预聚体反应发生大量热量将片层撑开、引入扩链剂单体分子后蒙脱土面层的间距扩大到2.7nm，而片层面积由于崩裂作用，进一步缩小到数十纳米。由此实现了蒙脱土层状物在高分子基体中纳米级分散。水滑石具有同样的历程和效果，但水滑石层间距明显大于蒙脱土。

此种由氨纶纤维PU材料与层状纳米材料复合成的纳米氨纶纤维，环保阻燃剂出口，能充分发挥纳米材料的小尺寸效应和表面效应；表现出超***的表面性能和物理交联效应；起到增加高分子链间作用力，提高氨纶PU软段的结晶度，从而使氨纶纤维具有更高的机械力学性能和良好的阻燃、抑菌、防霉性能和优良的耐氯性能。

插层纳米复合技术，从理论上讲，同样也适合于熔纺氨纶。

小结：

纳米插层复合技术，对干法氨纶综合性能有大幅度提高。其中断裂伸长率，丝的强度和耐氯性能的提高表现更为突出。这是改进和提高氨纶品质的一种有效技术途径。

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水滑石热稳定剂

　　典型的水滑石类化合物Mg6 AI(OH)16C03.4H2O***早于1842年由瑞典的Circa发现，其结构非常类似于水镁石Mg(OH)2，由MgO6八面体共用棱形成单元层，位于层上的Mg2 可在一定范围内被同晶取代，使得Mg2 、Al3 、OH’层带有正电荷，层间有可交换的阴离子CO3 2-与层上正电荷平衡，使得这一结构呈电中性[25]。

　　水滑石热稳定剂对PVC的热稳定性源于水滑石与PVC降解过程中产生的HC1的反应能力。水滑石与HC1的反应可分两步：首先，HC1与层间的阴离子发生反应，环保阻燃剂价格，将Cl-插入层间，达到吸收HC1的目的：然后，水滑石本身与HC1反应，层柱结构被完全***形成金属氯化物，进一步吸收了HC1。

　　水滑石类热稳定剂的研究***早起源于日本，20世纪80年代日本Kyowa化学公司***xian将水滑石填充到PVC中用作热稳定剂[26]，Adeka Argus公司紧随其后。他们的研究表明，水滑石与p.二酮及其他金属盐共同使用，可赋予PVC更好的电性能和热稳定性[27]。由于其无du、价廉，还具有很好的润滑性和阻燃性[28]，已被美国FDA认可，JI-I A及欧洲***也认可了其安全性。

　　我国现已开始水滑石类热稳定剂及其与其他热稳定剂或助剂复配的开发研究，取得了很好的效果。张强等[29]研究了不同表面改性水滑石对PVC热稳定的影响，结果表明，采用钛酸酯改性水滑石的热稳定效果***hao；研究又发现，水滑石与有机锡复合使用时，对PVC的热稳定效果明显优于与铅盐稳定剂复合使用时的效果。刘鑫等[30]采用焙烧复原法制备了一种新型PVC热稳定剂——十二烷ji苯磺酸柱撑类水滑石，环保阻燃剂助剂，并复配成水滑石稀土一锌复合热稳定剂，通过对该稳定剂结构、性能等进行表征，结果表明：采用十二烷ji苯磺酸柱撑类水滑石复配的热稳定剂初期热稳定性较好，与日本产的稀土复合稳定剂相当，长期热稳定性优于国产稀土复合稳定剂。

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中科院理化所高xiao可见光合成氨研究取得进展

氨是重要的无机化工产品之一，合成氨工业在国民经济中占有重要地位。液氨可直接用作化肥，农业上使用的氮肥如尿素、xiao酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都以氨为原料。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达1亿吨以上，其中约80%用于化学肥料，20%用作其它化工产品的原料。同时，所有生物体都需要氮元素来建立蛋白质、核酸和许多其他生物分子。 氮气约占地球气体的78％，但不能被大多数生物直接吸收，因为N-N共价三键高的电离能导致其十分稳定。通过经典的Haber-Bosch工艺将N2固定在NH3上必须在铁基催化剂存在的条件下，在苛刻的反应条件下进行（15-25 MPa，300-550℃）。提供反应条件需消耗世界能源供应的1-2％，每年约产生2.3吨二氧化碳。目前，用于NH3合成的原料氢气主要来自***的重整，每年约消耗世界***产量的3-5％，并释放出大量的氧化碳。 鉴于化石燃料短缺和***气候变化，通过减少能源需求过程的固氮是一项具有挑战性和长期性的目标。利用太阳能光催化技术将太阳能转化为化学能，已被认为是解决未来可再生能源的***jia途径之一。 二维纳米材料因其独特的层板结构，大比例暴露活性位等优势，在光电催化方面展现了优越性能，引起科研人员广泛关注。层状双氢氧化物（水滑石，LDH）因其层板由多种组分构成、层板厚度可调等优势，在催化方面展现了可调控性。中国科学yuan理化技术研究所研究员张铁锐团队通过简单的共沉淀方法，制备了一系列MIIMIII-LDH（MII=Mg，Zn，Ni，Cu；MIII=Al，Cr）纳米片光催化剂。X射线吸收精细结构，低温电子顺磁共振和正电子湮灭寿命测量表明，超薄LDH纳米片由于富氧缺陷，结构形变和压缩应变，增强了对N2分子的吸附和光生电子从LDH光催化剂转移到N2，从而促进了NH3的有效合成（特别是CuCr-LDH纳米片，其在500nm处量子产率仍能达到?0.10％）。研究工作显示，在常温常压和可见光或直接太阳辐射下，基于LDH将N2还原成NH3是极有潜力和希望的新途径。 研究结果发表在《***材料》上，相关研究工作得到了科技部******基础研究计划、***自然科学基jin委优xiu青年科学基jin项目、***自然科学基jin委青年基jin项目、***万人计划-青年拔尖人才支持计划、中科院战略性先导科技专项（B类）的支持。（来源：中科院理化技术研究所）

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