[發(fā)明專利]一種水溶液中蒙脫石-有機(jī)物之間偶極相互作用的測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110698794.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN113340939A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宏亮;徐雯楠;李蕊;潘昱蒿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/48
• 分類號(hào): G01N25/48
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 楊斌華

本發(fā)明目的在于提供一種水溶液中蒙脫石?有機(jī)物之間偶極相互作用的測(cè)量方法，屬于表面?分子間力的技術(shù)領(lǐng)域，通過(guò)該方法，不僅提高了蒙脫石表面的疏水性，而且通過(guò)測(cè)試不同親水基團(tuán)的QASs與蒙脫石相互作用后的蒙脫石分散性，宏觀比較有機(jī)基團(tuán)?蒙脫石間的偶極作用強(qiáng)弱，最后通過(guò)儀器分析技術(shù)對(duì)疏水絮團(tuán)作用及偶極相互作用進(jìn)行了表征，分析了QASs對(duì)蒙脫石疏水化改性的強(qiáng)弱，最終得出水溶液中有機(jī)基團(tuán)?蒙脫石間的偶極相互作用規(guī)律。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于表面-分子間力的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水溶液中蒙脫石-有機(jī)物之間偶極相互作用的測(cè)量方法。

背景技術(shù)

蒙脫石-有機(jī)物納米復(fù)合材料是材料科學(xué)中的一個(gè)重要研究方向。有機(jī)物（表面活性劑、聚合物等）在工業(yè)應(yīng)用中會(huì)改變蒙脫石顆粒的表面特征和蒙脫石分散體的膠體行為，形成的有機(jī)衍生物包括用于污染防控吸附劑、用于太陽(yáng)能的直接轉(zhuǎn)化、儲(chǔ)存和利用的三維網(wǎng)狀蒙脫土/水楊酸復(fù)合相變材料等等（Yi, H., Ai, Z., Zhao, Y., Zhang, X., Song,S., 2020. Design of 3D-network montmorillonite nanosheet/stearic acid shape-stabilized phase change materials for solar energy storage. Sol. EnergyMater. Sol. Cells 204, 110233）。Bergaya等人發(fā)現(xiàn)聚合物中添加少量無(wú)機(jī)納米粒子可以增強(qiáng)聚合物的性能（Bergaya, F., Detellier, C., Lambert, J.F., Lagaly, G.,2013. Introduction to clay-polymer nanocomposites (CPN), 2nd ed, Developmentsin Clay Science）。因?yàn)檎惩辆酆衔锛{米復(fù)合材料（CPN）具有比常規(guī)無(wú)機(jī)填料聚合物復(fù)合材料無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)( 如優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)性能和氣體阻隔性能等)，粘土基聚合物納米復(fù)合材料(CPN)的發(fā)展已引起了廣泛的關(guān)注。

通過(guò)QASs進(jìn)行簡(jiǎn)單的陽(yáng)離子交換對(duì)蒙脫石進(jìn)行表面改性，就可使CPN更具有多功能性和高效益。QASs的疏水端絕大多數(shù)都是長(zhǎng)鏈飽和烷烴結(jié)構(gòu)（-CH₂-），因此，QASs親水端-蒙脫石間范德華相互作用在有機(jī)粘土科學(xué)中十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種水溶液中蒙脫石-有機(jī)物之間偶極相互作用的測(cè)量方法，通過(guò)該方法，不僅提高了蒙脫石表面的疏水性，而且通過(guò)測(cè)試不同親水基團(tuán)的QASs與蒙脫石相互作用后的蒙脫石分散性，宏觀比較有機(jī)基團(tuán)-蒙脫石間的偶極作用強(qiáng)弱，最后通過(guò)儀器分析技術(shù)對(duì)疏水絮團(tuán)作用及偶極相互作用進(jìn)行了表征，分析了QASs對(duì)蒙脫石疏水化改性的強(qiáng)弱，最終得出水溶液中有機(jī)基團(tuán)-蒙脫石間的偶極相互作用規(guī)律。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種水溶液中蒙脫石-有機(jī)物之間偶極相互作用的測(cè)量方法，包括如下步驟：

第一步，將季銨鹽表面活性劑QASs溶于水中，得到QASs水溶液；

第二步，將QASs溶液稀釋到目標(biāo)濃度，添加到配置好的蒙脫石懸浮液中，在400-600r/min的剪切速率下，攪拌3-10min，使QASs吸附到蒙脫石表面；

第三步，采用法國(guó)Setaram C80型微量熱儀測(cè)定蒙脫石表面的水化熱和試劑吸附熱，設(shè)定30℃恒溫狀態(tài)，檢測(cè)精度為0.10μW，在測(cè)試過(guò)程中，將0.1-0.3g改性前和改性后的蒙脫石樣品及1-3mL的去離子水分別放在膜混合反應(yīng)池的底部和上部，用鋁箔膜將兩者隔開，待溫度達(dá)到平衡后，用膜混合池自帶的頂針刺破鋁箔膜，使去離子水和蒙脫石樣品接觸，用Dataacquisition軟件記錄水化熱過(guò)程的熱流曲線，數(shù)據(jù)收集至吸附平衡時(shí)為止，對(duì)熱流曲線進(jìn)行積分，分別得到改性前和改性后的蒙脫石樣品的水化熱值；