水滑石是一种具有层状结构的无机功能材料,化学组成为Mg6Al12(OH)16CO3.4H2O。水滑石属于阴离子型层状化合物,由带正电的金属氢氧化物板层和层间的带负电荷的阴离子组成。水滑石的结构类似于水镁石(Mg(OH)2),由MgO6八面体共用棱形成单元层,层上的Mg2+和Al3+、OH-带有正电荷,层间的阴离子如CO32-、NO3-、Cl-、OH-、SO42-、PO43-、C6H4(COO)22-等无机和有机离子以及络合离子平衡正电荷,使得整个结构呈电中性。
水滑石在聚合物、能源、催化剂、药物等领域有广泛的应用,其化学组成和层间阴离子的可调性使其成为一种多功能材料。水滑石在高温下分解时能释放出大量的水和二氧化碳,并吸收热量,有助于降低温度,阻止易燃物质的燃烧,也被用作阻燃剂。
关于水滑石,北京清析技术研究院可提供外观检测、氧化镁质量分数、氧化铝质量分数、氧化锌质量分数、重金属质量分数、铁(Fe)质量分数、pH值、白度、干燥减量质量分数、激光粒径、电镜平均粒径、团聚指数、比表面积、堆积密度等检测项目。北京清析技术研究院可对镁铝水滑石、合成水滑石、钙铝水滑石、纳米水滑石、镍铝水滑石、天然水滑石等水滑石进行检测。
检测方法
1.光学显微法
使用显微镜观察样品中水滑石的数量和大小,根据数量比例计算水滑石含量。适用于水滑石颗粒较大的样品。
2.X射线衍射法
使用X射线衍射仪对样品进行测试,根据衍射图样计算水滑石含量。适用于高纯度水滑石的检测。
3.离子交换法
使用离子交换树脂将水滑石和其他杂质分离,根据树脂中吸附的水滑石质量计算含量。适用于杂质较多的样品。
4.热重分析法
将水滑石样品在高温下加热,根据样品失重量计算含量。适用于较为纯净的水滑石样品。
检测步骤
1.样品准备
将待检测的水滑石样品进行研磨或粉碎,使其颗粒尺寸尽可能细小,以便于后续分析。
2.确定水滑石含量的指标
根据实际需求,可以选择不同的指标来确定水滑石含量,如总镁含量、SiO2含量等。在此以总镁含量为例进行介绍。
3.酸溶样品
取适量的样品加入足量的稀盐酸(通常为10%的盐酸),使样品完全酸溶,并加热至沸腾,持续加热一段时间,通常为15-30分钟,以确保样品中的水滑石完全溶解。
4.滴定
将酸溶后的样品冷却至室温后,用氯化钠溶液进行滴定。加入亚硫酸钠溶液,使过量的氯离子与样品中的钙离子反应生成沉淀,再加入格氏试剂(枸橼酸铵钠溶液),使水滑石与格氏试剂反应生成紫红色络合物。滴定至紫红色终点,记录消耗的滴定液体积。
5.计算
根据滴定液的浓度、滴定时消耗的体积,以及样品的质量,计算出水滑石的含量。可以通过配制标准溶液和进行空白实验来进行校正。
检测标准
1、HG/T 4496-2013 合成水滑石阻燃剂
2、HG/T 3820-2013 合成水滑石分析方法
3、HG/T 4497-2013 合成水滑石农膜保温剂
4、T/CPCIF 0191-2022 合成水滑石抑烟剂
5、HG/T 5549-2019 合成水滑石吸附剂
6、HG/T 4498-2013 紫外阻隔材料用合成水滑石
7、HG/T 6244-2023 钙铝水滑石土壤修复剂
8、HG/T 5548-2019 合成水滑石聚烯烃吸酸剂
9、T/HEBQS 20-2023 亚氯酸根插层类水滑石化合物