己二酸柱撑水滑石的制备及表征
有机阴离子柱撑水滑石的插层组装及超分子结构
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３６ ５
过 程 工 程 学 报
２卷
２ ２ 有机 阴离子 柱 撑水 滑 石 的制 备 ．
对 丁 二 酸 、 己二 酸和 十 二烷 基磺 酸 以水 为 分散 介 质 制备有 机 阴离 子柱撑 水 滑石 ．称 取一 定 量
摘 要 ：以水滑 石 Ｍｇ ２ ４ （ ０Ｈ） ＣＯ３ Ｈ２ 为前 体 ，采 用 离子 交换 法进 行插 层组 装制 备 了丁 二酸 、 １ ２ ． Ｏ ４ 己 二 酸 、 十 二 烷 基 磺 酸 、 对 羟 基 苯 甲 酸 、 苯 甲酸 和 对 苯 二 甲 酸 柱 撑 水 滑 石 ， 并 用 ＸＲ Ｄ，Ｆ ｌ 和 ｒＲ ＤＴ 测试 技术 对样 品进 行 了表 征．结 果表 明 ，通 过 控制 离子 交换 条件 ，６种有 机 酸根 离子 可 以插 Ａ 入 水滑石 的层 问 完全 取代 Ｃ ２离 子， 并形成 具有 超分 子 结构 的稳 定有机 阴离子 柱撑 水滑 石． Ｏ３ － 关 键词 ：层 状前 体 ；柱撑 水滑 石 ；离 子交换 ；插 层 组装 ；超 分子 结构 中图分 类号 ：Ｏ６ ４２ Ｏ １ ． １ ．： ６ ４３ 文 献标 识码 ：Ａ 文 章编号 ： １ ０ － ０ Ｘ（０ ２０ － ３ ５－６ ０ ９ ６ ６ ２ ０ ）４ ０ ５ － ０
水滑石 滤 饼 ［ 中 ＭｇＡ ２ 其 ４ Ｉ ０Ｈ） Ｃ ．Ｈ２ 的含 量 为 ２ ％（ ） （ １ Ｏ３ Ｏ ２ ４ ７ ｔ】 Ｏ．
收 稿 日期 ：２ ０ ￣３— ８ ０２ １ ２ ，修 回 日期 ：２ ０ ￣ ２ ２ ０ ２ ３－ ８ 基 金项 目： 国 家 自然 科 学 基 金 资助 项 目（ 号 ：２ ９ ３０ ） 编 ９ ７ ０ ４ 作者 简介 ：李 殿 卿 （９ ２ ） ，河 南 省 长 葛 市人 ，博 士 ，副 教 授 ， 化 学 工 艺专 业 ；段 雪 ，通 讯 联 系 人 ． １６ 一，男
不同方法制备己二酸插层水滑石层柱材料
化学、 电化学 、 医药 、 药 等领 域 展 现 了诱 人 ， 于 水 滑 石 类 有 机 一 机 杂 化 材 料 的合 成 关 无 方 法 已有 一 些 文 献 报 道 ， 些 方 法 包 括 水 溶 液 中 阴 这 离 子 直 接 交 换 法 、 烧 复 原 法 以 及 返 混 沉 淀 法 焙
Ｄｅ ｅ． ２ ０ ０ ７
不 同方 法制 备 己二 酸插 层 水 滑 石层柱 材 料
郭 军 ，黄 亚 辉 ，胡传 跃 ， 易 涛 ， 申湘忠
（ 南 人 文 ｛ 学 院 化 学 与材 料 科 学 系 ，湖 南 娄 底 湖 阜技
摘
４７ ０ ） １ ０ ０
要 ：采 用 阴 离子 直 接 交换 法 、 酸性 和 碱 性 条 件 下 原 位 一 步 合 成 法 分 别 制 备 了 Ｍｇ ＡＩ ： 一 己二 酸 根 插 层 水 滑 石 ，
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第 ２ ８卷 第 ６期 ２００７年 １２月
衡 阳 师范 学 院学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＨ ｅ ｇ ａ ｇ Ｎｏ ｍａ ｉｅ ｓｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｙ ｎ ｒ ｌＵｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ
Ｎ Ｏ Ｖ ｏ．２ ．６ １ ８
象 ， 步探讨 了酸性 和碱 性 条件 下 原 位一 步合 成有 初
机 阴 离 子 插 层 水 滑 石 的 条 件 ， 用 Ｘ Ｄ、Ｒ 对 其 组 在 Ｒ Ｉ
层状 化合物层 与层 之 间 的作 用 力 ． 层板 撑 开 而 可 将
逆 地 插 入 其 层 内空 间 ， 与 层 板 产 生 较 强 的 相 互 作 并 用力而 形成 的 。由于 有 机 阴离 子 引入 水 滑石 层 间 ．
用 Ｘ Ｄ、Ｉ 对合 成 的样 品 进 行 了组 成 和 结 构表 征 ，Ｄ Ｒ Ｒ ＴＡ 结 合 不 同温 度 下 焙 烧 样 品 的 Ｘ Ｄ 和 Ｉ 分 析 研 究 了样 Ｒ Ｒ 品 的 热 分 解过 程 。结 果 表 明 ， 各 种 方 法均 能合 成 出 相 应 的 插 层 水 滑 石 层 柱 材 料 ，但 相 比 之 下 ，原 位 一 步 合 成 法 不仅 步骤 简便 ，而 且 合 成 的 样 品 具 有 更好 的结 晶性 和 层 有 序 性 。 Ｄ Ａ 研 究 表 明 ，有 机 阴 离子 插 层 水 滑 石 样 品 的 Ｔ 热 分 解 经历 了脱 除 表 面 和 层 间吸 附 水 、脱 羟 基 （ 结 构破 坏 ） 层 、有机 阴 离子 的 燃 烧 分 解 以 及 无 定形 氧 化 物 的 晶化
硬脂酸柱撑类水滑石的制备及应用
水 滑 石 。又 称 层 状双 金属 氢氧 化 物（ａｅｅ Ｌ ｙｒｄ
Ｄ ｕ ｌ Ｈ ｄｏｉｅ 。 称 Ｌ Ｈｓ 是 一 种 典 型 的 阴 ｏ ｂｅ ｙ ｒｘｄ ｓ简 Ｄ ）
甲 酰胺 ， 为 化 学 试 剂 ， 均 市售 ； ｌ 尔 比为 ２ Ｍ 摩 的碳 酸 根 型 镁 铝 水 滑 石 （ Ｄ Ｃ ） 江 苏 省 宜 Ｌ Ｈ— Ｏ 一 ，
酸 酯 ． １ １有 机 锡类 热 稳 定剂 、环 氧 大豆 油 、 Ｔ８ 硬 脂酸 钙 和 硬脂 酸 锌均 为市 售 ；乙醇 、 Ｎ 二 甲基 Ｎ，一
收 稿 日期 ：０ｒ １－ ０ ２０—０ ２ ７
—
１０Ｃ 热 回流 ６ １ｈ （ 制体 系 中的 含 水量 使 ３ ￣加 ～２ 控
回流 温度 不 小于 １０Ｃ） 反应结 束 后用 去除 Ｃ ２￣ 。 Ｏ
剂 的热 稳定 性进 行 了 比较 。
射 线荧 光 光谱仪 。 日本 岛津 公 司 。
１ ． 试验 过 程 ３
１ ． 硬 脂酸 柱撑 类 水滑 石 的制备 ．１ ３
１ ．． ． １１ 工业 水滑 石 的预处 理 ３
将 工业 水 滑石 用去 离子 水漂 洗 。并 在 １ ０Ｃ ２ ￣
离 子型 层 状化 合 物 。由于其 层 板表 面 具有 碱 性 。 可 以吸 收 Ｐ Ｃ热 分解 放 出来 的 ＨＣ 。同 时层 间 Ｖ １
Ｃ 可 以 与 Ｃ１进 行 离 子 交 换 。从 而 具 有 抑 制 Ｏ一 一
兴 市 助剂 化工 厂 ； 去离 子 水 ， 电导 率 为 １ Ｓｃ ０ ／ｍ。
前 述 Ｌ Ｈｓ １０的 Ｎ。 一 甲基 甲酰 胺 的悬 浊液 Ｄ 一２ Ｎ二
１ 试 验 部 分
１１ 主要原 料 ．
水滑石概述
1.1 水滑石类层状化合物概述层状化合物因其在化学和结构上表现出的特殊性质，在吸附、离子交换和催化等方面具有巨大的应用潜力，己成为国内外研究的热点。
研究较多的层状化合物按层间离子种类可分为三类：(1) 阳离子型：如天然蒙脱土、绿土和人工合成的四价金属不溶盐类，如Ti、Zr、Hf 的砷酸盐。
(2) 阴离子型：主要是水滑石类层状材料。
(3) 非离子型：云母、石墨等。
层状化合物的主要性质表现在以下几个方面：(1) 主体层状化合物已有的酸碱催化特性可通过柱撑剂加以改进；(2) 柱撑剂可改变其层间距、孔径和比表面积，充分发挥其择型功能；(3) 可将一些催化活性物种作为柱撑剂引入主体层间；(4) 插入适当柱撑剂，可使层状化合物发展成双功能或多功能催化剂；(5) 通过改性或插入适当柱撑剂，可使层状化合物具有阻燃、耐热、红外吸收、紫外阻隔及杀菌防霉等性能。
水滑石类层状化合物是一类近年来发展迅速的阴离子型粘土，自然界含量很少，是一类由带正电荷的水镁石层结构和层间填充带负电荷的阴离子所构成的层柱状化合物，具有广阔应用范围。
它具有与蒙脱土类阳离子粘土类似的层状结构，不同的是骨架为阳离子，层间为阴离子，显碱性，层间距可通过填充离子半径不同的阴离子来调变。
由于它们的主体成分一般是由两种金属的氢氧化物构成，因此又称其为层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides，简称LDHs)。
比较常见的Mg/Al 组分的LDHs，称为水滑石(Hydrotalcite，简称HT)；其它组分的LDHs 也可称为类水滑石(Hydrotalcite like compound，简称HTlc)；它们的层插化学产物称为柱撑水滑石(Pillared Hydrotalcite)。
水滑石、类水滑石和柱撑水滑石统称为水滑石类材料。
可以通过调变金属离子和阴离子种类、大小等，改变水滑石类层状化合物的化学和物理性质，从而制得不同性能的材料。
谷氨酸柱撑类水滑石的合成及其生长机制
Ｄ Ｔ Ａ）ａ ｎ ｄ Ｂ Ｅ Ｔ － Ｎ ２ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ Ｈ Ｔ ｌ ｃ — ｇ ｌ ｕ ｔ ａ ｍ ａ ｔ ｅ ｅ ｘ ｈ ｉ ｂ ｉ ｔ ｅ ｄ ｗ ｅ ｌ ｌ －
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｈ ｅ ｘ ａ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ ＨＴｌ ｃ — ｇ ｌ ｕ ｔ ａ ｍａ ｔ ｅ ｗａ ｓ ａ ｓ ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｅ ｄ ｖ ｉ ａ ｇ ｌ ｙ ｃ ｏｌ － ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｒ ｌ ｕ ｓ ｉ ｎｇ Ｍｇ Ｃ１ ２ 。６Ｈ２ Ｏ， Ａ１ Ｃ１ ３・６Ｈ２ Ｏ， ｇ ｌ ｕ ｔ ａ ｍｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ａ ｓ ｒ ａ ｗ ｍａ ｔ ｅ ｉａ ｒ ｌ ａ ｎｄ ｓ ｏ ｄ ｉ ｕ ｍ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｐ ｉ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ．Ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ 。
ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｘ ． ｒ ａ ｙ ｄ ｉ ｆ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ（ Ｘ Ｒ Ｄ） ，ｓ ｃ ａ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ（ Ｓ Ｅ Ｍ） ，Ｉ Ｒ，ｔ ｈ ｅ ｎ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ（ Ｔ Ｇ
摘 要 ：以Ｍ ｇ Ｃ １ ・ ６ Ｈ Ｏ 、Ａ １ Ｃ １ ・ ６ Ｈ ２ Ｏ 、谷氨酸为原料，Ｎ ａ Ｏ Ｈ为沉淀剂，采用乙二醇 一 水热法合成了六方状
谷氨酸柱撑类水滑石 ，样品采用 Ｘ Ｒ Ｄ 、Ｓ Ｅ Ｍ、Ｔ Ｇ— Ｄ Ａ Ｔ 、红外 、Ｎ 吸附 一 解吸 的表 征进行 了物相 、晶体形 貌结
有机阴离子柱撑水滑石的插层组装及超分子结构
用 NICOLET 60SXB FTIR 型红外光谱仪对样品组成和结构进行定性分析(样品与 KBr 的质量 比为 1:100).
Intensity (CPS)
g f e d c b a
2θ (DEG)
a. Hydrotalcite precursor b. Succinate-pillared hydrotalcite c. Adipate-pillared hydrotalcite d. Dodecyl sulfonate-pillared hydrotalcite e. Benzoate-pillared hydrotalcite f. p-hydroxybenzoate-pillared hydrotalcite g. Terephthalate-pillared hydrotalcite
为有机阴离子在长轴方向上的长度与水滑石层板厚度(4.8Å)[13]之和. 由表 2 可知，除苯甲酸柱撑水
滑石外，层间距预测值与实测值符合良好，这说明有机阴离子柱撑水滑石的层间距取决于层间阴
离子尺寸，且阴离子在层间按垂直层板的方向有序排列. 苯甲酸柱撑水滑石层间距的实验值与预
测值之间产生了较大偏差，可能是层间苯甲酸根离子与层板的作用方式特殊所致. 与对苯二甲酸
离子交换插层组装主要受体系的 pH 值、温度、有机阴离子/水滑石前体的摩尔比、分散溶剂 和反应时间等条件的影响. 固定有机酸/Mg–Al–CO3 水滑石前体的摩尔比为 2:1，对烷基酸插层以 水为分散溶剂，对芳香酸插层以乙二醇为分散溶剂，对插层过程的 pH 值、反应温度和反应时间 进行了详细研究. 结果表明，6 种有机酸的阴离子均可在一定条件下插入前体的层间. 实验还发 现，碱性环境对有机阴离子插层不利，相反，以 HNO3 调整体系 pH 呈弱酸性时，层间 CO32–离子 以 CO2 形式逸出体系，而对离子交换有利；低温对离子插层不利，提高温度插层过程加速进行. 表 1 中列出了 6 种有机阴离子柱撑水滑石的制备条件，其 XRD 谱图如图 1 曲线(b)~(g)所示. 可以 看出，按表 1 中的实验条件，可在 1~3 h 内完成离子交换过程，制得的有机阴离子柱撑水滑石均 具有完整的晶体结构.
水滑石毕业设计开题报告
一、选题目的及意义水滑石（LDHs）是一类具有广漠应用前景的新型结构功能材料，其研究和发展方兴未艾。
目前国际上关于LDHs研究的主要趋势为：围绕取得新结构纳米LDHs展开结构设计、制备技术研究，同时充分利用纳米LDHs的特殊结构而致使的多种性能，开发应用技术、拓宽应用领域。
由于LDHs具有特殊的层状晶体结构，而且可以通过调变LDHs层板金属阳离子种类、层板电荷密度、层间阴离子种类、水分子在层间的位置等调控LDHs的结构，使它具有碱性、层间阴离子可互换性、热稳定性和结构恢复性能等，因此在水处置方面表现出多种功能，如吸附、离子去除、杀菌等，可以弥补传统的水处置方式中存在的一些不足的地方，是一类新型水处置功能材料。
水滑石及其焙烧氧化物在环境中污染修复的应用研究是一个充满前景的新兴研究前沿。
以水滑石类化合物为载体的催化氧化性能，在环境中的研究处于基础应用研究阶段。
在环境污染治理中可以充分应用水滑石及其焙烧产物的离子互换性能和记忆效应，用来吸附大量的阴离子污染物，达到去除污染物的目的。
水滑石类材料具有再生功能，和阴离子互换树脂相比，具有本钱低、离子互换容量大(水滑石和其焙烧态的理论阴离子互换容量别离为3300μmol/g、5800μmol/g)、耐高温(300℃)、耐辐射、不老化、密度大、体积小等长处。
水滑石是一种层柱状双金属氢氧化物，是一类最近几年来发展迅速的阴离子型粘土因为具有特殊的结构和物理化学性质，如带电性质阴离子可互换性吸附性能催化性能等，其在催化剂催化剂载体污水处置剂医药医药载体等众多领域具有普遍的应用典型的水滑石Mg6Al2(OH)16CO3 4H2O是一种天然存在的矿物，天然存在的水滑石多数是镁铝水滑石，且其层间阴离子主要局限为CO32-但天然镁铝水滑石活着界范围内很有限，因这人工合成镁铝水滑石的研究和应用引发了人们的高度重视和关注.目前常见的生产方式有以下几种：(1) 常规互换法。
将要嵌入的阴离子的浓溶液与制得的水滑石类化合物的分散水溶液直接进行互换，按照互换进程中所采用的晶化方式不同，可以分为常规加热互换法和微波互换法。
硬脂酸柱撑类水滑石的制备及应用
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８
刘 庆 丰等
硬 脂 酸柱撑 类水滑 石 的制备 及应 用
硬脂 酸柱撑类水滑石 的制备及应用 木
刘庆丰 。严海彪 。褚 衡 。冯胜山 （ １湖 北工业 大 学机 电研 究 院 ，湖 北武 汉 ，４０７ ； ３００
２湖北 工业 大学化 学与环 境 工程 学院 ，湖北 武 汉 ，４０６ ） ３０ ８ 摘 要 ：采用 离子 交换法 制备 了硬 脂酸 柱撑 类水 滑 石 ，采 用 红外 光 谱分 析 对其 结 构 进行 了表征 。通过
水 滑 石 ，又 称 层 状 双 金 属 氢 氧 化 物 （ 称 简
一
Ｃ ； 型工业水滑石为前体 ，用离子 交换法合成 Ｏ～
Ｌ Ｈ） Ｄ ｓ ，是一种典型的阴离子型层状化合物 ，由于
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己二酸柱撑水滑石的制备及表征孙幼松矫庆泽赵芸 D.G. Evans 段雪*（北京化工大学，可控化学反应科学与技术基础教育部重点实验室，北京，100029）以水滑石Mg4Al2(OH)12CO3·4H2O为前体，用离子交换法制备了己二酸柱撑水滑石Mg4Al2(OH)12 [O2C(CH2)4CO2]，并用XRD、FT-IR、DTA对样品进行了表征。
结果表明，通过控制离子交换的条件，[O2C(CH2)4CO2]2-可以完全取代水滑石层间的CO32-；柱撑水滑石具有良好的层状结构，其层间距d003=1.40nm；柱撑水滑石层间的[O2C(CH2)4CO2]2-在390℃左右氧化分解。
关键词：水滑石柱撑水滑石己二酸制备表征水滑石（Layered Double Hydroxides，简称LDHs）是一类具有层状结构的阴离子型粘土[1]。
水滑石的一个重要性质是层间阴离子具有可交换性，引入不同的阴离子，能够得到不同结构和功能的柱撑水滑石，因而阴离子插层是水滑石研究的一个重要方向。
各类阴离子如有机和无机阴离子、同多和杂多阴离子以及金属配合物阴离子的柱撑水滑石在文献中都有报道[2~5]。
其中有机阴离子由于在结构和性质上的多样性，使有机阴离子柱撑水滑石具有巨大的应用开发潜力，已经引起了人们的广泛关注[6~12]。
有机阴离子柱撑水滑石的合成主要有三种方法：共沉淀法[6~8]、焙烧/复原法[9，10]和离子交换法[11，12]。
其中共沉淀法只适用于部分有机阴离子柱撑水滑石的合成，而对于很多直链羧酸和α,ω-二元羧酸的插层，用共沉淀法往往得不到具有理想晶相结构的柱撑水滑石；焙烧/复原法虽被认为是一种普遍适用的插层方法，但由于需要对水滑石前体进行450-500℃高温焙烧以及后续阶段中严格的N2保护等苛刻的反应条件，限制了其应用和推广；离子交换法是合成柱撑水滑石的重要方法，通过控制离子交换的反应条件，不仅可以保持水滑石原有的晶体结构，还可以对层间阴离子的种类和数量进行设计和组装，因而值得深入研究。
目前，离子交换法主要以Cl-、NO3-、OH-型水滑石为交换前体，以CO32-型水滑石为前体的离子交换却很少有报道，因为人们普遍认为层间阴离子易于被交换的次序为中石化总公司资助项目（X599012）* 联系人OH->F->Cl->Br->NO3->I->>CO32-[13]。
但与其他类型的水滑石相比，CO32-型水滑石的合成更为简单，且国内已投入工业化生产[14]，因而以CO32-型水滑石为交换前体的研究开发具有非常重要的意义。
本文首次以CO32-型水滑石为前体，用离子交换法成功地制备了己二酸柱撑水滑石，并对其结构进行了研究。
1实验部分1.1 Mg4Al2(OH)12CO3·4H2O水滑石的制备在本实验中，水滑石的制备采用成核/晶化隔离法[14]：称取一定量NaOH和无水Na2CO3,加入去离子水配成碱溶液;另取一定量的MgSO4.7H2O和Al2(SO4)3.18H2O及去离子水配成盐溶液。
将两种溶液迅速混合并剧烈搅拌2-3min,在100℃下回流6hr，水洗至pH值小于8,过滤得水滑石滤饼（滤饼中Mg4Al2(OH)12CO3·4H2O含量27% ）。
1.2 Mg4Al2(OH)12[O2C(CH2)4CO2]柱撑水滑石的制备称取水滑石滤饼40g（0.022mol）置于120mL水中充分分散；另称取己二酸3.2g （0.022mol）溶于80mL水中。
将二者混合，置于三口烧瓶中，在剧烈搅拌下加热回流1hr，然后过滤水洗三次，所得滤饼在70℃下干燥24hr，所得样品记为样品1。
改变离子交换时间为3hr，重复上述实验，所得样品记为样品2。
改变己二酸用量为6.5g（0.044mol），离子交换时间为1hr，重复上述实验，所得样品记为样品3。
1.3 Mg4Al2(OH)12[O2C(CH2)4CO2]柱撑水滑石的表征用日本理学Rigaku D/Max-3B型X射线粉末衍射仪（Cu，Ka射线，λ=5418，仪器误差为0.02A）表征样品的晶体结构。
用NICOLET 60SXB FTIR型红外光谱仪对样品结构进行定性分析。
用PCT―IA型差热天平分析样品的热稳定性能。
2.结果与讨论2.1 柱撑水滑石的合成与晶相结构图1是水滑石前体和不同交换条件下合成的柱撑水滑石XRD谱图。
由图中可以看出，与水滑石前体相比，样品1、2、3中均在2θ=6.30°左右出现了新的（003）衍射峰，对应于柱撑水滑石的层间距d003=1.40nm，扣除层板厚度0.48nm，层间空间高度为0.92nm，这与己二酸的分子直径相近，表明己二酸已插入层间。
这与E. D. Dimetakis 等[10]用焙烧/复原法得到的实验数据非常吻合。
比较图中3个己二酸柱撑水滑石样品可知，由于交换条件不同，离子交换的程度有所不同：样品1在3-10º之间出现了[O2C(CH2)4CO2]2-的特征衍射峰，但峰强度很弱，CO32-的特征衍射峰强度仍较强，说明只有少量的CO32-被[O2C(CH2)4CO2]2-取代；样品2中[O2C(CH2)4CO2]2-的特征衍射峰强度显著增强，而CO32-特征峰却变得比较微弱，说明增加离子交换时间有利于[O2C(CH2)4CO2]2-交换进入层间；样品3中只存在[O2C(CH2)4CO2]2-的特征衍射峰，CO32-特征峰已经消失，表明己二酸已全部取代了原水滑石层间的CO32-，因此增大己二酸与水滑石的摩尔比，有利于己二酸的完全交换。
图1 水滑石前体和不同条件下合成的己二酸柱撑水滑石的XRD谱图Fig.1 XRD patterns of LDH precursor and adipate-pillared LDHs synthesized under different conditionsa LDH precursor；b sample1 (1:1, 1hr)；c sample2 (1:1, 3hr)；d sample3 (2:1, 1hr)表.1 样品3的XRD衍射峰数据Table 1 XRD data of diffraction peaks of sample3diffraction peak 2θ/(°) d/nm003 6.30 1.40006 12.50 0.71009 19.00 0.470012 24.88 0.36从样品3的XRD曲线可以看出，己二酸柱撑水滑石呈现出层状结构所特有的规则衍射峰，峰形高且尖锐；此外，从表1（样品3的XRD衍射峰数据）可以看出，（003）衍射峰与各高级衍射峰所对应的d值之间具有良好的倍数关系，表明柱撑水滑石晶相结构良好。
这说明可以用CO32-型水滑石作为前体，用离子交换法制备出具有良好晶相结构的己二酸柱撑水滑石。
2.2 FT-IR光谱分析图2是水滑石前体与己二酸柱撑水滑石样品的FT-IR谱图。
从图中可以看出，随着离子交换时间的延长和摩尔比的增大，水滑石中原有的1360cm-1处的CO32-的特征振动峰逐渐减弱并消失，同时在1560cm-1、1401cm-1的[O2C(CH2)4CO2]2-特征振动峰逐渐增强，表明层间的[O2C(CH2)4CO2]2-逐渐增加,即交换逐渐趋于完全。
这与XRD的结果是相一致的。
同时也表明，通过控制离子交换条件，可以组装具有不同比例的CO32-和[O2C(CH2)4CO2]2-的柱撑水滑石。
图2 水滑石前体与柱撑水滑石的FT-IR谱图Fig.2FT-IR spectra of LDH precursor and adipate-pillared LDHs synthesized under different conditionsa LDH precursor；b sample1 (1:1, 1hr)；c sample2 (1:1, 3hr)；d sample3 (2:1, 1hr)2.3 柱撑水滑石的热稳定性分析图3是水滑石前体和己二酸柱撑水滑石样品的DTA曲线。
从图中可见，柱撑水滑石在390℃左右有一个强的放热峰，对应于层间[O2C(CH2)4CO2]2-的氧化分解。
通常情况下，水滑石在400℃左右脱除CO32-和层板羟基而产生吸热峰，而对于己二酸柱撑水滑石，由于CO32-和羟基脱除的温度恰好对应于[O2C(CH2)4CO2]2-的氧化分解温度，其吸热效应被[O2C(CH2)4CO2]2-的氧化分解的放热效应所掩盖，因而DTA曲线中只在390℃左右出现了一个放热峰。
图3 水滑石前体和己二酸柱撑水滑石的DTA曲线Fig.3 DTA curves of LDH precursor and adipate-pillared LDHs synthesized under different conditionsa LDH precursor；b sample1 (1:1, 1hr)；c sample2 (1:1, 3hr)；d sample3 (2:1, 1hr)此外，从图中可知，由于水滑石层间[O2C(CH2)4CO2]2-含量不同，层间水的热稳定性也有所变化：随着层间[O2C(CH2)4CO2]2-的增加，图中200℃～300℃对应于脱出层间水的吸热峰面积逐渐减小并消失，同时峰值温度逐渐降低，其中水滑石和柱撑水滑石样品1、样品2的峰值温度分别为249℃、238℃、232℃。
这可能是因为[O2C(CH2)4CO2]2-极性较低，与层间水产生排斥作用，导致层间水的热稳定性降低。
3结论⑴本文以水滑石Mg4Al2(OH)12CO3·4H2O为前体，用离子交换法制备了己二酸柱撑水滑石Mg4Al2(OH)12[O2C(CH2)4CO2]·4H2O，柱撑水滑石具有较好的晶相结构；⑵通过控制反应物的摩尔比和离子交换时间，可以控制[O2C(CH2)4CO2]2-的交换量；⑶随着水滑石层间[O2C(CH2)4CO2]2-的增加，层间水的热稳定性降低；层间[O2C(CH2)4CO2]2-在390℃左右氧化分解。
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