有机硅烷选择性表面嫁接埃洛石纳米管作用与机理研究

基本信息
批准号:41562004
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:40.00
负责人:樊明德
学科分类:
依托单位:内蒙古大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张瑞卿,王川,谢志磊,郭浩喆,张丽杰
关键词:
粘土表面反应性粘土矿物结构矿物材料表面改性有机改性
结项摘要

Halloysite nanotubes (HNTs) are of great potential in a variety of practical applications due to their unique hollow tubular structural and surface properties as well as their cost advantages. Organic modifications of HNTs are essential for their novel and advanced applications, with functionalizations of their surfaces. The objectives of this proposal are to achieve controllable surface modifications of HNTs under various silanation conditions after that these HNTs are treated by a combination of selected activation methods (acid-, alkali-, and/or heat-activation), as well as to explore the grafting-related effects and mechanisms, with that these collected HNTs are different at microstructural and crystal-chemical properties. Based on the changes at the structural and crystal-chemical properties, with a combination of electron microscopic and different spectral analyses, the researches will be focused on (1) revealing the effects and mechanisms of the microstructural, crystal-chemical, and surface hydroxyl properties on the grafting reactions of different surfaces of HNTs, (2) revealing the effects and mechanisms of the specific activation methods on the surface properties of HNTs under various activation conditions, (3) revealing the effects and mechanisms of the combination of selected activation methods and grafting reactions on the controllable surface modifications of HNTs under various silanation conditions, and (4) advance a low-cost and efficient silanation method to control the grafting reactions and surface properties of HNTs. These results would be important for deeply understanding the surface and interface reactions between HNTs and silanes, for achieving the controllable surface modifications of HTNs, for enacting the standards in selection and evaluation of HNTs, and for developing the novel applications of HNTs.

埃洛石纳米管(HNTs)具有独特的中空管状结构和表面化学性质,在实际应用方面拥有巨大的价格优势与开发潜力。通过深入研究矿物表/界面反应活性对HNTs进行有机改性,是提升其技术利用水平和经济附加值的重要途径。本项目拟选择矿物微结构及晶体化学性质不同的HNTs为研究对象,经选择性活化处理后,系统研究有机硅烷对HNTs的嫁接改性作用及微观机理。从矿物结构/矿物化学角度出发,探明HNTs矿物微结构、晶体化学、表面羟基性质对其嫁接反应活性的影响规律;明确活化方法对HNTs表面基团的作用效果、制约因素及内在机理;进而,通过嫁接改性与选择性活化相结合,建立调控HNTs嫁接反应活性、选择性嫁接改性HNTs表面性质的实验方法,掌握其关键影响因素和机理。研究成果对深入认识HNTs矿物表/界面反应活性本质,实现HNTs表面嫁接活性的定向调控,建立HNTs矿样的选择与评价标准,以及拓展HNTs新应用具有重要意义。

项目摘要

埃洛石纳米管(halloysite nanotubes,HNTs)具有独特的中空管状结构和表面化学性质,在实际应用方面拥有巨大的价格优势与开发潜力。通过深入研究矿物表/界面反应活性对HNTs进行有机改性,是提升其技术利用水平和经济附加值的重要途径。本项目选择矿物微结构及晶体化学性质不同的HNTs为研究对象,经选择性活化处理后,系统研究了有机硅烷对HNTs的嫁接改性作用及微观机理。从矿物结构/矿物化学角度出发,探明了HNTs矿物微结构、晶体化学及表面羟基性质对其嫁接反应活性的影响规律;明确了活化方法对HNTs表面基团的作用效果、制约因素及内在机理;进而,通过嫁接改性与活化处理相结合,建立了调控HNTs嫁接反应活性、选择性嫁接改性HNTs表面性质的实验方法,掌握了其关键影响因素和机理。研究成果对深入认识HNTs矿物表/界面反应活性本质,实现HNTs表面嫁接活性的定向调控,建立HNTs矿样的选择与评价标准,以及拓展HNTs新应用具有重要意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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