埃洛石纳米管的磺化改性实验研究

万丽艳1， 宋志远2

(1.安阳市高级技工学校 ， 河南 安阳455000 ； 2.安阳化学工业集团有限责任公司 ， 河南 安阳455133)

摘要：利用硅烷偶联剂3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)对埃洛石纳米管(HNTs)改性，得到HNTs-MPS，然后通过与苯乙烯(ST)、二乙烯基苯(DVB)的游离基聚合反应引入苯环，借助磺化反应，得到表面含有磺酸根的HNTs-SO3H杂化亚微粒，并对所得微粒做了FTIR、TEM、TGA等分析，且测量其离子交换容量(IEC)。FTIR，TEM，TGA都显示HNTs-SO3H杂化亚微粒成功制备，且IEC为0.258 9 mmol/g (HNTs)。

关键词：埃洛石纳米管 ； 改性 ； 硅烷偶联剂 ； 二乙烯基苯 ； 磺化

中图分类号：TQ383.1文献标识码：A

收稿日期：2014-12-08

作者简介：万丽艳(1975-)，女，中级讲师，从事化工、化学专业课程教学工作，电话：13939993662。

Experimental Study on Sulphonated of HNTs

WAN Liyan1， SONG Zhiyuan2

(1.Anyang Senior Technicial University , Anyang455000 , China ; 2.Anyang Chemical Industry Co. Ltd , Anyang455133 , China)

Abstract:HNTs modified by silane coupling agent 3-(methacryloxy) propyl trimethoxysilane (MPS) to obtain HNTs-MPS is studied.Through a free radical polymerization reaction with styrene and divinyl benzene, we bring benzene into the HNTs-MPS.After that, with the sulfonation reaction, a surface containing sulfonic HNTs-SO3H hybrid sub-particles is obtained.The particles incomed is analysised about FTIR, TGA and TEM, as well as its ion exchange capacity (IEC) is tested.The results indicate that HNTs-SO3H are grafted onto the HNTs successfully, and the IEC is 0.2589 mmol/g HNTs.

Key words:HNTs ; modified ; silane coupling agent ; DVB ; sulfonation

0前言

埃洛石纳米管(halloysite nanotubes，HNTs)是一种价格低廉的天然硅铝酸盐矿产，主要产于新西兰Atlas和我国四川、河南、山西等地。其管径在20～40 nm，管长为0.5～2 μm。由于其具有特殊的两端开口管状结构，HNTs 被用来作为模板合成多孔材料或作为纳米微反应器。

天然的埃洛石纳米管(HNTs)管壁带有大量羟基，非常有益于有机化学改性。为此，基于HNTs具有管状结构及自身管壁带有大量羟基的特点，以HNTs为前体，通过不同的化学改性方法，分别制备具有阳离子、阴离子交换能力荷电纳米微粒；在此基础上，通过与聚醚砜、PVDF等高分子材料共混制备荷电镶嵌膜。

HNTs因其独特的纳米结构及管状特性，具有以下优点：①价格便宜，来源广泛。HNTs 是一种天然黏土矿物，蕴藏丰富、分布广泛且开采较易。②具有很好的生物相容性。HNTs自然形成，无毒无害，生物相容性较好。……