鎂鋁碳酸根水滑石的制備及其形成機(jī)理研究.pdf

1、水滑石類插層材料(LDHs)是一類重要的、具有廣闊應(yīng)用前景的功能材料。已在功能性助劑材料、生物醫(yī)藥材料、光電磁材料、催化、分離、吸附材料等領(lǐng)域得到了廣泛的開發(fā)及應(yīng)用。LDHs的諸多應(yīng)用得益于組成的可調(diào)變性，且能維持LDH的基本結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。對(duì)LDH形成機(jī)理的正確理解有助于深入洞察其合成方法學(xué)并進(jìn)一步指導(dǎo)可控合成能夠滿足特定性能的LDH材料，如離子交換、堿性催化和藥物緩釋材料的特定性能。
　　 本文我們對(duì)尿素法均相制備MgAl-

2、LDH的形成過程進(jìn)行了系統(tǒng)完整的研究。我們采用高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)配備選區(qū)電子衍射(SAED)、結(jié)合場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、X-射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、固體核磁(NMR)、X-射線光電子能譜(XPS)、CHN有機(jī)元素分析、電感耦合等離子發(fā)射光譜(ICP-ES)對(duì)MgAl-LDH的組成及結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的表征。
　　 我們發(fā)現(xiàn)，在合成初始階段，膠狀無定形的Al(OH)3首先生

3、成，同時(shí)微量的Mg2+離子吸附在這種無定形物的表面;然后，無定形Al(OH)3相轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶態(tài)的氧化-氫氧化鋁勃母石(γ-AlOOH)，伴隨著表面吸附的Mg2+離子進(jìn)入到層狀的γ-AlOOH層板中;隨后，由于層板電荷平衡被破壞，溶液中的CO32-離子通過靜電相互作用、氫鍵作用、范德華力等作用力插層進(jìn)入到層間過道，導(dǎo)致形成蜂窩狀的LDH相;最后，主體層板堆積形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，層板所帶正電荷與層間分布的CO32-離子相互平衡，并最終形成完整的