高嶺土的插層法

蒸發(fā)溶劑插層法：蒸發(fā)溶劑插層法是指小分子在蒸發(fā)溶劑濃縮混合體系的過程中，進(jìn)入高嶺土層間而實(shí)現(xiàn)的插層反應(yīng)。這種方法實(shí)際上屬于液相插層，只不過整個(gè)反應(yīng)過程中溶劑不斷蒸發(fā)，溶液濃度不斷增大。古映瑩等(2002)用硫酸處理高嶺土，過濾后加入MBT/丙酮混合物發(fā)生反應(yīng),然后真空蒸發(fā)、洗滌、干燥，制得了高嶺土/MBT復(fù)合物。

機(jī)械力化學(xué)插層法:機(jī)械力化學(xué)插層法是通過機(jī)械攪拌、研磨、壓縮、剪切、摩擦、抽濾等作用對改性物施加機(jī)械能而誘發(fā)其物理化學(xué)性質(zhì)變化，使高嶺土生產(chǎn)設(shè)備和與其相接觸的改性物發(fā)生化學(xué)變化，從而實(shí)現(xiàn)高嶺土的插層改性。許濤等(2009)采用機(jī)械研磨法成功制備了乙酸鉀/偏高嶺土插層復(fù)合材料，推測其插層機(jī)理和結(jié)構(gòu)模型為：首先乙酸鉀與水分子以配位鍵結(jié)合，然后通過機(jī)械研磨作用進(jìn)入偏高嶺土層間，并且將偏高嶺土片層撐開。當(dāng)進(jìn)行熱處理時(shí)，水的揮發(fā)也會對偏高嶺土片層起到撐開作用，最終導(dǎo)致偏高嶺土被撐開、剝離。

蒸發(fā)溶劑插層法和液相插層法均是以溶液濃度的變化為反應(yīng)驅(qū)動力的，而機(jī)械力化學(xué)插層法則是借助外界條件促進(jìn)插層劑與高嶺土的用途，從而實(shí)現(xiàn)插層改性。對于某些在常溫下按熱力學(xué)條件不可能發(fā)生的反應(yīng)，以及某些在高溫下難以控制或成分揮發(fā)嚴(yán)重影響合成純度的反應(yīng)，可以選擇機(jī)械力化學(xué)插層法。

微波輻射插層改性:微波是頻率為300MHz〜300kMHz的電磁波，常被用來催化化學(xué)反應(yīng)，微波的輻射能量為10〜100J/mol，而一般的化學(xué)鍵的鍵能為100〜600kJ/mol，氫鍵的鍵能為8〜50kJ/mol，因此不會造成化學(xué)鍵的斷裂，故可利用微波輻射來研究高嶺土的插層改性。

微波能激發(fā)具有永久電偶極矩物質(zhì)分子的轉(zhuǎn)動能級躍遷，產(chǎn)生高頻偶極轉(zhuǎn)向極化，引起分子的轉(zhuǎn)動進(jìn)入亞穩(wěn)態(tài)，能使極性分子在一定的條件下插入高嶺土層間，增大層間距，從而實(shí)現(xiàn)聚合物分子對高嶺土的插層。此外，微波具有加熱速度快、加熱均勻的特點(diǎn)，而且可實(shí)現(xiàn)在分子水平的攪拌，這樣就使得同一深度的原子、分子具有相近的溫度，插層改性時(shí)，有助于層間的快速膨脹以及層間氫鍵的斷裂。當(dāng)微波作用時(shí)間很長時(shí)，甚至可以使高嶺土剝片。

利用微波作用制備插層復(fù)合物的關(guān)鍵是找到適合的插層劑，只有具有大偶極矩、分子大小相近的質(zhì)子惰性分子才具有很明顯的促進(jìn)作用。水是吸收微波卓越的介質(zhì)，因此，在微波輻射插層改性時(shí)，常用水作為溶劑和促進(jìn)劑。

超聲波插層改性:超聲波是頻率在20kHz以上的波段，它具有頻率高、波長短、傳播方向性好、穿透能力強(qiáng)等特點(diǎn)。在制備過程中，超聲波的機(jī)械特性可促進(jìn)液體的乳化、凝膠的液化和固體的分散，使高嶺土和插層劑混合均勻。在超聲波振蕩的過程中，其空化作用可以提供局部超高溫、超高壓等特殊反應(yīng)條件和“活性種”，起到清除層間雜質(zhì)和提供插層所需部分能量的作用。

超聲波頻率高、能量大，被水和插層劑等介質(zhì)吸收時(shí)能產(chǎn)生顯著的熱效應(yīng)。它還能加速和促進(jìn)某些化學(xué)反應(yīng)，如水解、分解和聚合等過程，而且常與空化作用相伴進(jìn)行，對插層有明顯的促進(jìn)作用，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高插層效率。此外，利用超聲波進(jìn)行插層改性還能節(jié)約能源，有利于環(huán)保。

-END-