陰離子表面活性劑層狀液晶中制備SAA-LDHs納米片及其性能研究.pdf

1、類水滑石(LDHs)是由二價和三價金屬離子組成的具有水滑石層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化物，其主體層板帶正電，層間存在可交換的陰離子，它們在吸附、藥物控釋、催化、阻燃等領域具有廣闊的應用前景。溶致液晶(LLC)通常是由一定濃度的表面活性劑(SAA)與溶劑形成的二元或多元體系，它兼有液體可流動性和晶體各向異性的特點，其重復間距處于納米尺度范圍。LLC已廣泛用作合成納米材料的微反應器或模板，以LLC作反應介質(zhì)制備類水滑石納米材料及其結(jié)構(gòu)與性能研究已成為當

2、前該領域的研究熱點。
　　本論文分別采用陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)和二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸鈉(AOT)與無機鹽水溶液構(gòu)建的層狀溶致液晶作微反應器，制備表面活性劑-類水滑石(L-SAA-LDHs)雜化物，并以此為基礎，研究雜化物對疏水性、非離子藥物阿維菌素(AVM)進行藥物插層與控釋性能研究，以2，4-二氯苯酚(DCP)為模型分子，考察雜化物對有機污染物的吸附性能。本論文對產(chǎn)物形貌、結(jié)構(gòu)及性能進行了表征，探索了

3、自溶致液晶中制備類水滑石納米結(jié)構(gòu)材料的基本規(guī)律，為構(gòu)筑高性能類水滑石納米功能材料提供科學依據(jù)。
　　論文主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)自SDS、AOT層狀溶致液晶中制備具有層狀取向的L-SAA-LDHs納米片。考察了表面活性劑濃度、無機鹽濃度、沉淀劑用量以及反應時間等因素對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響。在制備L-SDS-LDHs過程中，以45mmol/L的無機鹽溶液代替純水，配制28.6wt％的SDS溶液，固定表面活性劑溶液與戊醇的體積比

4、（VS/V正戊酵）為7/3，調(diào)控沉淀劑用量r=10（r=V沉淀劑實際使用體積/V沉淀劑理論體積），反應48h后制備了平均厚度為3.13±1.01nm的納米片。產(chǎn)物片層薄，片與片相互疊加形成明顯的層狀取向特征。在制備L-AOT-LDHs過程中，選擇表面活性劑與無機鹽濃度分別為30wt％和90mmol/L，控制沉淀劑用量r=8，體系反應48h后制備的納米片平均厚度為3.28±1.32nm。結(jié)合XRD實驗數(shù)據(jù)可知，上述制備的L-SAA-LDH

5、s雜化物僅含1-2層類水滑石納米片，這表明溶致液晶微反應器法可有效調(diào)控產(chǎn)物厚度，該方法無需剝離可直接制備納米超薄片，是一種簡便、高效的納米材料制備方法。
　　(2)阿維菌素(AVM)插層與緩釋性能研究。以L-SAA-LDHs作為藥物載體，采用蒸發(fā)溶劑促進插層法進行了阿維菌素藥物插層。由于陰離子表面活性劑在類水滑石層間形成疏水區(qū)，將L-SAA-LDHs分散到阿維菌素的乙醇溶液中，逐漸蒸發(fā)溶劑（乙醇），迫使疏水性的阿維菌素插入類水滑石

6、層間的疏水區(qū)，分別制備了AVM-SDS-LDHs與AVM-AOT-LDHs雜化物，其載藥量分別為10.42wt％和8.39wt％。在25℃、pH=7條件下，雜化物經(jīng)過1d其藥物釋放率分別為45.84wt％和43.68wt％，表明L-SAA-LDHs作為藥物載體對AVM具有一定的緩釋作用。
　　(3)有機污染物2，4-二氯苯酚(DCP)吸附性能研究。以制備的L-SAA-LDHs作為吸附劑，研究了雜化物對DCP的吸附性能。分別采用XR

7、D、FT-IR、UV-vis等技術對雜化物及吸附過程進行表征。吸附動力學數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過350min時間，DCP可在吸附劑表面吸附達平衡。改變污染物初始濃度測定DCP吸附等溫線，實驗結(jié)果顯示吸附量與平衡濃度基本呈線性關系，表明L-SAA-LDHs雜化物對有機物具有較強的吸附能力。分析認為，液晶相中表面活性劑形成有序結(jié)構(gòu)，它們在類水滑石表面的吸附量大于溶液中無序的表面活性劑吸附量。因此，L-SAA-LDHs對有機物DCP的吸附能力也較強。L

8、-SDS-LDHs和L-AOT-LDHs對DCP的吸附量分別可達到1.34和1.01mmol/g，這表明單鏈結(jié)構(gòu)的SDS比雙鏈結(jié)構(gòu)的AOT構(gòu)建的疏水區(qū)更有利于DCP吸附。
　　(4)層狀溶致液晶微反應器法制備類水滑石納米材料通用性研究。采用陰離子表面活性劑SDS、AOT層狀溶致液晶作反應介質(zhì)，分別制備了吸附有表面活性劑的Ni/Al、Zn/Al和Co/Fe二元類水滑石。其中，Ni/Al、Zn/Al類水滑石具有典型的多級衍射峰，峰強度