超分子水滑石层状化合物

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3.3 记忆效应
在一定温度下将 LDHs 的焙烧产物加入到含有某种阴离子的 溶液介质中，其结构可以部分恢复到具有有序层状结构的LDHs LDHs。 溶液介质中，其结构可以部分恢复到具有有序层状结构的LDHs。 一 般而言，焙烧温度在600℃以内，结构的恢复是可能的， MgAl600℃以内 般而言，焙烧温度在600℃以内，结构的恢复是可能的，以MgAlLDH为例 温度在500℃ 为例， 500℃内的焙烧产物接触到水以后其结构可以部 LDH为例，温度在500℃内的焙烧产物接触到水以后其结构可以部 分 恢复到具有有序层状结构的LDHs 当焙烧温度在600℃ LDHs； 600℃以上时生成 恢复到具有有序层状结构的LDHs；当焙烧温度在600℃以上时生成 具有尖晶石结构的焙烧产物，则导致结构无法恢复。 具有尖晶石结构的焙烧产物，则导致结构无法恢复。
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3.4 阻燃性能
水滑石由于其特殊的结构和组成, 水滑石由于其特殊的结构和组成, 受热分解时吸收 大量热, 能降低燃烧体系的温度; 大量热, 能降低燃烧体系的温度; 分解释放出的水等气体能 稀释、阻隔可燃性气体; 分解后的产物为碱性多孔性物质, 稀释、阻隔可燃性气体; 分解后的产物为碱性多孔性物质, 比表面大, 能吸附有害气体特别是酸性气体。 比表面大, 能吸附有害气体特别是酸性气体。因而具有阻燃 抑烟双重功能。研发无卤、无毒、低烟、环境友好型的层状 抑烟双重功能。研发无卤、无毒、低烟、 水滑石阻燃剂, 是学术界和工业界的前沿课题, 水滑石阻燃剂, 是学术界和工业界的前沿课题, 受到人们极 大的关注。 大的关注。
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5、参考文献
• 王凯南，王辉,十二烷基硫酸根插层水滑石组装超分子及 其结构与性能研究,广 东 化 工,2008,37 ,184 • 智科端, 韩林冲, 何润霞, 刘全生,Al/ Mg 水滑石层状超分子 结构阻燃剂的制备，内蒙古石油化工，2007,7-8 • 李燕. 类水滑石/阳离子淀粉分散体系的吸附及流变学研究 [D]. 博士学位论文. 山东大学. 2008, 10.
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3 .2热稳定性
以水滑石为例，其热分解过程包括脱结晶水、 以水滑石为例，其热分解过程包括脱结晶水、层板羟基水 并脱除CO 和新相生成等步骤。具体如下： 并脱除CO2和新相生成等步骤。具体如下： 焙烧温度低于200℃ 200℃时 仅失去结晶水， (1) 焙烧温度低于200℃时，仅失去结晶水，其层状结构没 有被破坏； 有被破坏； 加热到250 450℃时 层板羟基缩水并脱CO (2) 加热到250 ~ 450℃时，层板羟基缩水并脱CO2； 550℃区间 区间， (3) 在450 ~ 550℃区间，可形成比较稳定的双金属氧化物 Nhomakorabea7
4、制备方法
4.1 共沉淀法
将预插入的阴离子与含有层板组成金属阳离子的混合盐 溶液在隔绝CO 条件下共同沉淀组装得到规整的插层材料。 溶液在隔绝CO2条件下共同沉淀组装得到规整的插层材料。 此 法是制备HTlc插层组装体的基本途径根据具体实施手段分为 法是制备HTlc插层组装体的基本途径根据具体实施手段分为 HTlc 两种： 恒定pH值法②变化pH值法。 pH值法 pH值法 两种：①恒定pH值法②变化pH值法。
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2、结构
LDHs 是由层间阴离子及带正电 荷层板堆积而成的化合物, 荷层板堆积而成的化合物,其结 构(图1) 类似于水镁石 组成通式为: Mg(OH)2 ,组成通式为: [M2+1-xM3+x(OH)2]x+ An-x/n• mH2O 其中M 其中M2+和M3+分别为二价和三价 金属阳离子，位于主体层上； 金属阳离子，位于主体层上； 为层间阴离子； An-为层间阴离子； 的摩尔比值； x为M3+/(M2++M3+)的摩尔比值； 为层间水分子的个数。 m为层间水分子的个数。
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3、性能
3.1 层间阴离子的可交换性
一方面可将其用作阴离子交换材料，一般， 一方面可将其用作阴离子交换材料，一般，阴离子在水滑 石层间的离子交换能力顺序为 CO32->SO42->HPO42->F->CI->Br->NO3->I-， 高价阴离子易于进入LDHs层间， LDHs层间 高价阴离子易于进入LDHs层间，低价阴离子易于被交 换出来。另一方面， 换出来。另一方面，通过对层间阴离子的种类和数量进行 设计和组装，可以将各种阴离子如无机、有机、同多、 设计和组装，可以将各种阴离子如无机、有机、同多、杂 多阴离子或配合物阴离子引入水滑石层间， 多阴离子或配合物阴离子引入水滑石层间，从而调变了层 间距，用体积较大的阴离子取代体积较小的阴离子， 间距，用体积较大的阴离子取代体积较小的阴离子，以期 到更多的活性中心，得到具有不同功能的新材料。 得 到更多的活性中心，得到具有不同功能的新材料。
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4.2 离子交换法
金属离子在碱性介质中不稳定， 当M2+和M3+金属离子在碱性介质中不稳定，或当阴离子 没有可溶性的盐类，即共沉淀无法进行时， An-没有可溶性的盐类，即共沉淀无法进行时，可采用离子交 换法。此法是从给定的HTlc出发， HTlc出发 换法。此法是从给定的HTlc出发，将所需插入的阴离子与 HTlc层间阴离子在一定条件下交换 层间阴离子在一定条件下交换。 HTlc层间阴离子在一定条件下交换。阴离子的交换能力顺序 是，CO32-＞SO42-＞HPO42-＞F-＞Cl-＞B(OH)4 -＞NO3-。高价阴 离子易于交换进入层间，低价阴离子易于被交换出来。 离子易于交换进入层间，低价阴离子易于被交换出来。通过 交换可以得到目标HTlc HTlc。 交换可以得到目标HTlc。
超分子水滑石层状化合物
苏靖
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1、水滑石层状化合物简述 水滑石层状化合物简述
水滑石类层状化合物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 物构成，因此又称其为层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides，简称LDHs) LDHs)。 Hydroxides，简称LDHs)。 比较常见的Mg/Al 组分的LDHs 称为水滑石 LDHs， 比较常见的Mg/Al 组分的LDHs，称为水滑石 (Hydrotalcite， HT)； 也可称为类水滑石 (Hydrotalcite，简称 HT)；其它组分的 LDHs 也可称为类水滑石 compound，简称HTlc) HTlc)； (Hydrotalcite like compound，简称HTlc)；它们的插层化学产 物 称为柱撑水滑石(Pillared Hydrotalcite)。水滑石、类水滑石和柱 称为柱撑水滑石(Pillared Hydrotalcite)。水滑石、 柱撑水滑石 撑水滑石统称为水滑石类材料。 撑水滑石统称为水滑石类材料。
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4.3 焙烧复原法
焙烧复原法是利用HTlc的 结构记忆”效应， 焙烧复原法是利用HTlc的“结构记忆”效应，将生成 HTlc 的HTlc在空气中焙烧至一定温度生成复合氧化物，再将其与 HTlc在空气中焙烧至一定温度生成复合氧化物， 在空气中焙烧至一定温度生成复合氧化物 欲插入的有机阴离子溶液进行反应，然后将所得产物水洗、 欲插入的有机阴离子溶液进行反应，然后将所得产物水洗、 干燥。 干燥。此方法的突出优点是消除了与有机阴离子竞争插层的 金属盐的无机阴离子， 金属盐的无机阴离子，尽管合成过程比前两种方法略显繁琐