T形微反應(yīng)器共沉淀法制備層狀雙金屬氫氧化物及其表征.pdf

1、層狀雙金屬氫氧化物(LDHs)是由兩種或兩種以上金屬元素組成的具有水滑石層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化物，又稱類水滑石。LDHs的主體層板帶結(jié)構(gòu)正電荷，層間具有可交換的陰離子，這種獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)使其在催化劑、阻燃劑、生物材料、光學(xué)材料和磁性材料等方面具有廣的應(yīng)用前景，已成為備受關(guān)注的新型無(wú)機(jī)層狀材料家族。LDHs的制備是LDHs化學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容之一，常采用的方法有共沉淀法、離子交換法、水熱法和煅燒復(fù)原法等。這些傳統(tǒng)方法可得到結(jié)晶度良好的LDHs樣品

2、，但其粒度及其分布不易控制，而粒度及其分布對(duì)應(yīng)用性能有重要影響，因此LDHs粒徑及其分布的可控制備仍是LDHs化學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。近期，LDHs納米片（或單層片）的制備受到關(guān)注，因其是LDHs基功能材料的構(gòu)筑基元。已報(bào)道的制備方法有剝離法和微乳液法等，但這些方法或因使用毒性大的有機(jī)溶劑（如甲酰胺），或因所制備的納米片表面負(fù)載有機(jī)物（表面活性劑）等，實(shí)際應(yīng)用受到限制，表面潔凈（不負(fù)載有機(jī)物）LDHs納米片的簡(jiǎn)易、宏量制備是一個(gè)具挑戰(zhàn)性的研

3、究課題。
　　微反應(yīng)器又稱“微結(jié)構(gòu)”或“微通道”反應(yīng)器，已廣泛應(yīng)用于無(wú)機(jī)納米粒子的制備，利用其限域效應(yīng)和反應(yīng)物間快速、充分混合的特性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)物粒徑及其分布的有效調(diào)控。能否采用T-型微通道反應(yīng)器制備LDHs，實(shí)現(xiàn)對(duì)其粒度及其分布的調(diào)控，是一個(gè)有價(jià)值的課題，我們對(duì)此進(jìn)行了探索研究，并意外發(fā)現(xiàn)可制備出表面潔凈的LDHs納米片，隨后對(duì)其自組裝性能進(jìn)行了考察。這些工作可為L(zhǎng)DHs的制備提供新思路。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:

4、
　　(1)采用T形微反應(yīng)器通過(guò)共沉淀法，制備了Mg-Al LDHs，考察了制備條件對(duì)產(chǎn)物形貌、晶體結(jié)構(gòu)和粒度等的影響。結(jié)果表明，所制備LDHs樣品的形貌和晶體結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)共沉淀法一致，但粒徑小，分布窄。流速、混合鹽溶液濃度、溫度對(duì)產(chǎn)物粒徑及其分布均有明顯影響。隨流速增大，溫度升高，所合成樣品的平均粒徑減小，分布變窄;而隨混合鹽溶液濃度的增大，粒徑增大，分布變寬。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可通過(guò)流速簡(jiǎn)單、有效地調(diào)控粒徑及其分布。T形微反應(yīng)器所制

5、備LDHs樣品粒徑均勻的主要原因是，反應(yīng)物液體間在微通道中可快速、充分混合，成核期和生長(zhǎng)期可實(shí)現(xiàn)微觀分離，而其粒徑小則主要緣于限域效應(yīng)和流動(dòng)剪切作用。
　　(2)分別采用T形微反應(yīng)器共沉淀法和傳統(tǒng)共沉淀法，制備出表面潔凈（無(wú)有機(jī)物負(fù)載）的Mg2Al LDHs單層納米片，考察了納米片水分散體的聚集穩(wěn)定性。結(jié)果表明，單層納米片可自組裝形成LDHs納米顆粒;納米片分散體的固含量越大，溫度越高，自組裝過(guò)程越快。4℃儲(chǔ)存納米片，可穩(wěn)定30天

6、以上，可滿足一般的應(yīng)用要求。本研究為表面潔凈LDHs納米片的宏量制備提供了新途徑，為L(zhǎng)DHs納米片的更廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　(3)以T形微反應(yīng)器共沉淀法制備了Zn2Al LDHs納米片，并用作組裝基元，通過(guò)共組裝法制備了抗癌藥物羥基喜樹堿(HCPT)插層Zn2Al LDHs納米雜化物，考察了其藥物釋放行為。結(jié)果表明，微反應(yīng)器共沉淀法制備的LDHs納米片，在自組裝領(lǐng)域有重要應(yīng)用前景;HCPT/Zn2Al-LDHs納米雜化物具有良