基于層狀雙氫氧化物的功能性雜化材料的制備與表征.pdf

1、層狀雙氫氧化物(layered double hydroxides，LDHs)是一種陰離子型層狀納米材料，具有形貌可控、結(jié)構(gòu)可調(diào)等獨特的性質(zhì)。作為一種功能性納米粒子，LDHs在催化、吸附、聚合物添加劑、生物醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。近年來，雜化材料這一理念被不斷地發(fā)展和應(yīng)用。利用雜化技術(shù)制備兩種以上納米粒子的雜化結(jié)構(gòu)，不僅可以在更大程度上利用不同納米材料各自的優(yōu)異物理及化學(xué)性能，而且還可以通過納米粒子之間的協(xié)同效應(yīng)賦予其新的特性

2、。因此，制各新型的基于LDHs的雜化材料將充分發(fā)揮LDHs和其他納米粒子各自的優(yōu)點，進一步拓寬LDHs的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　本論文分別通過電沉積法和水熱-原位合成法制備了兩種新型的基于LDHs的雜化結(jié)構(gòu)，并初步探索了雜化材料在電化學(xué)傳感器、染料吸附等方面的性能。主要研究工作包括如下內(nèi)容:
　　第一部分，成功制各了可以在水中穩(wěn)定分散的MgAl-LDHs，將其滴覆在玻碳電極表面成膜。通過電沉積法將Ag+沉積在LDHs修飾的玻碳電極上

3、，得到樹枝狀A(yù)g納米粒子雜化結(jié)構(gòu)/LDH修飾的玻碳電極。通過電化學(xué)測試和形貌表征考察了樹枝狀A(yù)g納米結(jié)構(gòu)的形成機理，發(fā)現(xiàn)LDH載體的引入可以減緩Ag+的還原速率，從而在電沉積過程中得到尺寸更小、分布更密集的樹枝狀A(yù)g納米結(jié)構(gòu)。通過優(yōu)化滴覆LDHs的濃度和電沉積時間等實驗條件，可以得到性能優(yōu)異的H202電化學(xué)傳感器，其線性檢測范圍為10μM～19.33 mM，檢測限為2.2μM，響應(yīng)時間小于3s。該傳感器還具有良好的抗干擾性能和可重復(fù)性。

4、
　　第二部分，首先通過水熱法在氧化石墨烯納米片層表面原位生長NiAl-LDHs，得到GO/LDH雜化材料。形貌表征發(fā)現(xiàn)，GO/LDH雜化材料中LDHs均勻地生長在GO片層表面，成功地避免了團聚現(xiàn)象的發(fā)生。將GO/LDH雜化材料在氮氣中煅燒還原，得到了具有磁響應(yīng)性的石墨烯（rGO）/Ni/混合氧化物(MMO)雜化材料。進一步對rGO/Ni/MMO雜化材料對染料的吸附能力進行了測試，發(fā)現(xiàn)該雜化材料對甲基橙(MO)具有優(yōu)異的吸附能力，

5、其飽和吸附量為210.8 mg g-1。吸附等溫式分析表明rGO/Ni/MMO雜化材料對MO的吸附過程符合Redlich-Peterson等溫式模型，動力學(xué)分析表明該吸附過程符合準(zhǔn)二級吸附動力學(xué)模型。此外，rGO/Ni/MMO雜化材料還具有良好的循環(huán)吸附能力，因此在環(huán)境保護（如污水處理）等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。
　　本論文分別成功制備了以LDHs為基底負(fù)載其他納米粒子和以其他納米粒子為基底負(fù)載LDHs納米片層兩種雜化結(jié)構(gòu)，探索了