4-MAA与2-NSA共插层镁铝水滑石的制备和光物理性质

在乙二醇介质中, 通过离子交换法, 成功地将一对具有给体-受体性质的发色团4-甲氧基苯乙酸(4-MAA)与2-萘磺酸(2-NSA)共插入到层状镁铝水滑石层间, 组装得到晶相单一的共插层类水滑石. 产物采用XRD、FTIR、TG-DTA等测试技术进行结构表征, 采用UV-Vis吸收光谱和荧光光谱研究其光谱特性. 并用G03w软件包中ab initio 分子轨道法(HF/6-31G)计算了客体分子结构和电荷分布, 认为4-MAA阴离子是以单层形式以45°倾斜排布在层板之间, 而2-NSA是以单层形式垂直排布层板之间. 结果表明, 给体-受体进入层间后, 不仅客体与主体层板存在静电力和氢键相互作用, 而且在限域空间内客体之间发生了相互作用, 产生了给体-受体间的能量转移过程.     

生色基团插层锌铝水滑石的制备和性质

以层状锌铝水滑石为主体, 在乙二醇介质中, 通过离子交换法, 将一对具有给体－受体性质的生色团香豆素-3-甲酸(3-CCA)与9-蒽甲酸(9-ACA)共插入到层状锌铝水滑石层间, 组装得到晶体结构良好的共插层类水滑石, 且通过控制离子交换的时间、温度、客体投料比, 可制得一系列具有不同摩尔比客体的共插层产物. 产物采用XRD、IR、TG-DTA等测试技术进行结构表征, 采用UV-Vis吸收光谱和荧光光谱研究其光谱特性. 结果表明, 给体受体进入层间后, 不仅客体与主体层板存在静电力和氢键相互作用, 而且在限域空间内有利于客体之间的相互作用, 从而产生了给体受体间的能量转移过程.     

L-天冬酸插层水滑石的组装及其结构表征

以镁铝水滑石(Mg-AlLDHs)为插层主体、L-天冬酸离子为插层客体,分别用返混沉淀法和共沉淀法制备了L-天冬酸根插层镁铝水滑石手性层柱材料,并用FT-IR、XRD和DTA对其结构进行了表征.实验结果表明,用这两种方法制备的L-天冬酸插层镁铝水滑石都具有良好的结晶度和规整的层状结构,L-天冬酸根垂直插层后的特征衍射峰(003)的层间距在1.22～1.27 nm之间,并得出了超分子结构模型.     

乙二胺四乙酸根插层镁-铝水滑石的制备与性能

通过共沉淀法合成乙二胺四乙酸根(EDTA~(4-))插层的镁-铝水滑石(MgAl-EDTA-LDH),并采用X射线衍射和红外光谱对其结构和化学组成进行表征,研究MgAl-EDTA-LDH对水溶液中铜离子的去除能力。结果表明,乙二胺四乙酸根已插入镁-铝水滑石的层间,且插层水滑石能有效吸附水溶液中的铜离子,在2 h时吸附效率可达93.05%。     

Zn-Al—[V10O28]^6-水滑石在镁合金防腐中的机理研究

采用化学共沉淀法制备一种环境友好、可以吸附腐蚀性阴离子、释放缓蚀剂的钒酸盐插层锌铝水滑石新型颜料用于镁合金的抗腐蚀保护。采用N2吸附-脱附等温线,ICP分析以及极化曲线的方法研究此水滑石的吸附和抗腐蚀机理;通过盐雾试验检验钒酸盐插层锌铝水滑石/环氧涂层对镁合金的抗腐蚀保护性能。结果表明:该材料防腐蚀性能优良,可以为镁合金基体提供阳极钝化和屏障式双重保护功能。     

对氨基苯甲酸插层镁铝水滑石的合成、表征及紫外吸收性能

以微波结晶法制备的碳酸根型镁铝水滑石(LDHs)为前体, 对氨基苯甲酸为客体, 由水热法、离子交换法、焙烧复原法三种方法组装合成了对氨基苯甲酸插层镁铝水滑石复合材料。并用XRD、FTIR、TG-DSC、SEM等对其结构进行表征。结果表明: 各种方法均能合成相应的插层水滑石层柱材料, 层间距分别扩大为0.81 nm、0.79 nm、1.45 nm。三种合成材料的紫外吸收强弱与对氨基苯甲酸插层水滑石分子后的层间距大小有关。该研究指出对氨基苯甲酸插层水滑石作为一种紫外吸收层柱材料在化妆品领域具有应用潜力。      

Mg-Al水滑石的制备及对水中氟离子的吸附效果研究

通过共沉淀法制备了Mg-Al水滑石,研究了镁铝摩尔比对Mg-Al水滑石的晶格结构、微观形貌、光谱性能的影响。以NaF溶液为模拟含氟废水,测试了Mg-Al水滑石对水中氟离子的吸附量和去除率,通过吸附模型研究了相应的吸附过程和机理。结果表明,Mg-Al水滑石外观为片层状结构,片层之间相互交叉堆积,镁铝比增大时,Mg-Al水滑石的层间距增大。水滑石对氟离子的饱和吸附量和去除率随着镁铝比的增大表现出先增大后减小的趋势,在吸附80 min时吸附量接近饱和,3Mg-Al水滑石的饱和吸附量达到最大值43.16 mg/g,去除率在120 min时达到最大值90.5%,经过5次吸附再生循环使用后,3Mg-Al水滑石对氟离子的去除率降至69.4%,保持率达到76.69%,具有良好的可重复利用性能。通过对Mg-Al水滑石吸附氟离子的数据进行拟合,发现Mg-Al水滑石吸附氟离子的过程更符合准二级动力学模型,主要以化学吸附作用为主。     

均匀共沉淀法制备荧光水滑石的结构及性能

采用均匀共沉淀法制备了荧光黄含量不同的一组荧光水滑石(MgAl-LDHs-C20H12O5),研究了其晶体结构、外观形貌、荧光性能、表面官能团及热稳定性。X射线衍射(XRD)图谱显示少量荧光黄的加入没有影响水滑石的结晶性能,荧光水滑石具有典型的水滑石特征峰;扫描电镜(SEM)图片显示采用均匀共沉淀法制备的荧光水滑石是片层状结构,荧光黄均匀地吸附在水滑石片层表面;荧光水滑石样品在470nm波长光激发下的荧光发射光谱(PL)显示荧光水滑石在500~600nm间出现了1个黄光发射峰,其荧光强度与其中荧光黄的含量有关,荧光黄的含量要适中,过高或过低均影响样品的荧光性能;热重分析(TG)曲线表明荧光类水滑石的热稳定性比纯荧光黄提高很多;红外光谱(IR)显示荧光水滑石含有水滑石和荧光黄的特征官能团。     

反相气相色谱法表征表面活性剂与硅烷偶联剂复合改性水滑石的表面性质

采用共沉淀法制备了镁铝摩尔比为2∶1的镁铝水滑石(Mg/Al-HT),用SDS(十二烷基硫酸钠)、MTMS(γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷)及二者复合改性镁铝水滑石,得到SDS-HT、MTMS-HT及SDS-MTMS-HT 3种杂化材料.通过反相气相色谱法,采用非极性和极性探针来研究Mg/Al-HT、SDS-HT、MTMS-HT及SDS-MTMS-HT的表面性质.由探针分子的保留时间,计算了表面吸附自由能(△G0)、表面能色散组分(γ5d)、酸碱作用自由能(△Gsp)及相互作用参数(x12).结果表明,杂化材料γ5d明显低于水滑石γ5d,经过改性的水滑石表面碱性减弱,且改性后的水滑石与有机物的亲和性均得到明显改善,SDS-MTMS-HT与有机物间相客性最好.利用XRD、FT-IR、TG及DTA分析方法对样品进行表征,表明SDS插入水滑石层间,而MTMS在水滑石表面缩合,SDS-MTMS-HT热稳定性、疏水性最好,即与有机物亲和性最佳.     

合成条件对煤／ZnMgAl—LDHs纳米复合材料的影响

以超细神府煤为模板,采用原位共沉淀法制备了煤／水滑石类化合物（Coal／LDHs）纳米复合材料,并探讨了模板剂用量、沉淀反应pH及晶化时间对形成产物的物相及组成的影响,用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外变换红外光谱（FTIR）及扫描电镜（SEM）对产物进行了表征,结果表明,所得复合材料具有典型的层状结构特征,煤模板剂对锌镁铝金属离子的选择性吸附使得产物中锌元素含量显著提高,煤酸性官能团如羧基等与水滑石层板羟基产生强烈的氢键相互作用,复合材料为纳米片状包覆表面;随着神府煤模板剂用量的增加,晶化时间延长,复合材料结晶度下降,煤与水滑石层板相互作用增强,材料表面的纳米片状团聚度降低;pH=10时,复合材料结晶度最好。     

二维层状磁性镁铝水滑石的制备与表征

采用共沉淀法将磁性基质与镁铝水滑石组装制备二维层状磁性镁铝水滑石,考察了在一定的pH值、沉淀生成温度及陈化时间下,不同n(Mg2 )/n(Al3 ),n(Fe2 )/n(Mg2 )比值及焙烧温度对合成磁性镁铝水滑石结构的影响,并借助HRTEM、XRD、VSM、TG-DSC、FT-IR等手段对其晶型结构、磁学性能及结晶度等进行表征,结果表明镁铝水滑石在赋予磁性后,并没有改变其典型的层状结构,证实了将磁性基质与层状材料组装合成的可行性.     

手性阴离子柱撑水滑石的制备和表征

以水滑石Mg4Al2(OH)12CO3.4H2O为前体,采用返混沉淀方法进行插层组装制备了L-(-)-酒石酸、L-(-)-天冬氨酸、L-(-)-苹果酸柱撑水滑石(LDHs),用X射线衍射、红外光谱及差热分析表征了超分子结构手性层柱材料的结构,结果表明,3种手性酸根阴离子可以插入水滑石的层间完全取代CO32-,得到结晶度高、晶相单一且手性酸根阴离子在层间有序排列的超分子结构手性层柱材料。     

水滑石作为药物载体--萘普生的插层和缓释

水滑石(LDHs)是由带正电荷类水镁石层和层间的可交换阴离子组成的阴离子型粘土化合物,由于它的生物适应性,能够以它为主体,以药物为客体,插层组装成超分子结构复合物.抗炎药萘普生采用共沉淀法一步插层进入LDHs,用X射线衍射、红外光谱及热分析方法表征了超分子结构,表明层间距离扩大了,即萘普生已经插层组装成功,并且以单层、垂直作用在层间.萘普生柱撑水滑石的药物释放度在模拟肠液(pH7.4的缓冲液)条件下测定,结果表明萘普生柱撑水滑石释放速度降低,具有缓释作用,说明药物--无机混合物材料能够用作有效的药物传输系统.     

水滑石的有机改性及吸附性能研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对镁铝水滑石(LDH)进行有机改性,通过XRD、SEM、Raman mapping等表征证明改性水滑石(C-LDH)具有良好的层间结构,改性剂CTMAB进入了水滑石内部.利用LDH和C-LDH分别对有机污染物(直接黑G)和重金属离子(Pb2+、Cr6+、Zn2+、Cu2+)的吸附能...     

Mg-Al水滑石“记忆效应”及其对Cr(Ⅵ)阴离子吸附性能研究

采用尿素法制备高结晶度Mg-Al水滑石(MAH),系统研究了Mg-Al水滑石"记忆效应"及其对Cr(Ⅵ)阴离子吸附性能的影响.通过XRD、FT-IR、SEM、DSC以及去卷积分析对MAH、重构"记忆"MAH(RMAH)以及MAH的金属氧化物(MAO)、RMAH的金属氧化物(RMAO)进行表征分析.结果表明,重构的"记忆"RMAH和前体MAH均具高结晶度水滑石层状晶体结构特征,两者晶体结构和层板电荷密度几乎无差异.MAO仍保留层状结构,而再次重构的RMAO中MgAl2O4尖晶石晶相增多,仍有层状结构残留.由于水滑石强结构"记忆效应",使Mg-A1 LDOs(MAO和RMAO)对Cr(Ⅵ)阴离子吸附能力大大强于Mg-A1 LDHs(MAH和RMAH).MAO对Cr(Ⅵ)阴离子吸附能力高于RMAO,可能由于RMAH焙烧形成的RMAO中MgAl2O4尖晶石含量增多及层状结构消减,导致其"记忆效应"重构能力衰减,从而使RMAO对Cr(Ⅵ)阴离子吸附能力下降.     

二元金属类水滑石的合成及其作为前驱体对NOx的吸附性能研究

用共沉淀法合成了多种二元金属类水滑石化合物,对其进行了XRD、IR表征,并测试了焙烧产物对NOx的吸附性能.结果表明,合成的样品都具有典型的水滑石层状结构;二元金属类水滑石化合物MAl-HTlcs(M=Cu,Mg,Zn,Co,Ni)对NOx均具有良好的吸附性能,其中锌铝型类水滑石(摩尔比Zn/Al=3)对NOx的吸附速率及饱和吸附量最大,饱和吸附量为1851mg/g.     

甘氨酸-Mg_3Al水滑石的制备、剥离以及与蒙脱土的插层组装

用共沉淀法制备甘氨酸(简称Gly)插层Mg3Al水滑石(简称Gly-Mg3Al LDHs),利用甘氨酸等电点的性质实现了Mg3Al水滑石在pH=3~4水溶液中的剥离,并将剥离出的LDHs纳米片层与蒙脱土进行插层组装,制备出Mg3Al水滑石/蒙脱土层状复合材料。用X射线粉末衍射、红外光谱、N2吸附-脱附以及电泳仪等手段对样品进行了表征。结果表明,制备出的GlyMg3Al LDHs结构规整,晶相单一,甘氨酸以42°的倾角排列于水滑石层间。在nGly∶nNO3-=1∶2的条件下制备的Gly-Mg3Al LDHs剥离效果最好,剥离后形成的无机聚合粒子的zeta电位介于35 mV~40 mV之间,剥离液可以稳定存在72 h。所得层状复合材料的层间距为1.44nm,此值为单元LDHs片层与单元蒙脱土片层的厚度之和,证明LDHs纳米片层与蒙脱土进行了有序交叉叠层。     

改性水滑石类材料的制备及其吸附性能研究进展

水滑石和类水滑石及其插层材料统称为水滑石类材料(layered double hydroxides,LDHs)。在分析层状结构的基础上,综述改性LDHs的制备方法及其在废水处理中的吸附去除性能应用进展。制备改性LDHs主要有共沉淀法、水热及溶剂热法、离子交换法和焙烧复原法。共沉淀法工艺简单,条件易控,合成周期短;水热及溶剂热法产品粒子纯度高,晶形可控,生产成本低;离子交换法反应时间短,通过在层间容纳不同的阴离子调整LDHs性能并保持层状结构;焙烧复原法利用"记忆效应"实现LDHs重复利用;磁性LDHs具有超顺磁性,可快速回收固体吸附剂。改性LDHs的阴离子交换容量高,热稳定性良好,比表面积大,可以有效吸附去除废水中的重金属离子、有机污染物和无机阴离子。改性LDHs可广泛应用于催化、吸附、医药、阻燃、离子交换等领域。     

类水滑石制备及其功能改性的研究进展

目的 为了探索类水滑石的低成本制备方法及插层改性增加其新功能的方法,提出类水滑石制备及其功能改性的环保新方向。方法 基于类水滑石的常规制备方法以及矿物原料和固废制备类水滑石的方法,综述类水滑石常规制备方法的优缺点,同时综述增强阻燃性能、吸附性能、催化性能、润滑性能、光催化、抗菌抗肿瘤、抗紫外线等性能的类水滑石的功能改性方法。结论 认为目前类水滑石制备及改性应加强2个方面的研究：利用矿物原料和钢渣、矿渣、粉煤灰等固体废弃物直接制备类水滑石,以降低其制备成本;利用水滑石和类水滑石的层状结构,以及层间阴离子的可交换的特性,加强其多种性能的改性。     

镁铝水滑石的制备与应用研究

镁铝水滑石因其阴离子的特殊性,具有诸多优点且应用广泛,引起了国内外诸多研究人员的关注。天然水滑石数量很少,而且大部分以尖晶石的形式出现,纯度极低,通过除去杂质得到纯度更高的天然水滑石成本非常高,因此通过人工合成获得高纯度的水滑石成为首选方法。目前我国合成水滑石(LDHs)的产量以15%左右的年增长率稳定增长,市场规模也维持15%以上高速增长。本文总结了近年来国内外镁铝水滑石的典型制备方法和应用,对比分析了各方法的优缺点以及最近几年镁铝水滑石在各领域的研究结果,最后对镁铝水滑石制备方法后续的研究与优化进行了展望。