1、層狀材料是當(dāng)今化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一，因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使它在許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。水滑石、類水滑石化合物和蒙脫石都是典型的層狀材料，水滑石及類水滑石化合物的層板主要由金屬氫氧化物和層間陰離子組成，因?qū)娱g陰離子的可交換性，在催化、離子載體等領(lǐng)域具有較大的潛力。蒙脫石是一種硅鋁酸鹽粘土礦物，層間陽離子也具有可交換性，在醫(yī)藥和化工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。為了進(jìn)一步研究層狀材料的結(jié)構(gòu)特性，發(fā)掘單一層狀材料的應(yīng)用潛力，本文以氨基酸為客體分子，制備了一種同
2、時(shí)具有水滑石和蒙脫石特征層板的雙極性層狀化合物。
本文首先采用共沉淀法制備鎂鋁水滑石(LOH)和脯氨酸插層鎂鋁水滑石(Pro-LDH)，同時(shí)將脯氨酸引入蒙脫石層間制備脯氨酸插層蒙脫石(Pro-MMT)。通過XRD、FT-IR、TG-DTA和SEM等表征方法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征。XRD譜圖顯示脯氨酸插層水滑石的003衍射面特征峰的位置與水滑石的003衍射面特征峰的位置有一定偏移，實(shí)驗(yàn)所得LDH的d003值為0.79nm，Pro-LDH
3、的d003值為0.81nm，其中d003值為層板間距，這表明脯氨酸插入到水滑石層板之中。FT-IR和TG-DTA的圖譜也從分子基團(tuán)特征峰及熱穩(wěn)定性方面表征了脯氨酸插層水滑石的特性。通過對(duì)比XRD譜圖，脯氨酸插層蒙脫石的層間距比單一蒙脫石有所增大，表明脯氨酸成功引入蒙脫石層板。用甲酰胺對(duì)Pro-LDH的層板進(jìn)行剝離，用去離子水對(duì)Pro-MMT進(jìn)行溶脹剝離。將二者剝離的溶液按照不同的質(zhì)量比混合，分別通過XRD、FT-IR、SEM、TG-DT
4、A等測(cè)試方法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征，SEM結(jié)果表明，在LDH∶MMT=4∶1以下時(shí)，產(chǎn)物的形貌與蒙脫石形貌基本相似，隨著水滑石含量增加，卷曲形貌減少，總體形貌也接近于水滑石。水滑石的層板厚度為0.48nm，蒙脫石的層板厚度是0.91～0.95nm。通過平行實(shí)驗(yàn)，XRD結(jié)果表明在質(zhì)量比為1∶4和1∶2時(shí)，復(fù)合物的層板間距為1.42nm和1.43nm。兩種復(fù)合產(chǎn)物層間距接近于水滑石與蒙脫石單一層板間距之和，表明產(chǎn)物可能形成由水滑石層板和蒙脫石層板構(gòu)
5、成的層層堆疊的結(jié)構(gòu)，層板之間的連接是單片層連接。當(dāng)質(zhì)量比為1∶1、2∶1、4∶1時(shí)，復(fù)合物的層板間距為1.63nm、1.64nm、1.76nm，層板間距較大，表明復(fù)合物的主體是蒙脫石，層間水滑石層板排列較為復(fù)雜。在質(zhì)量比8∶1時(shí)，復(fù)合物的層板間距為1.68nm，主體是水滑石，復(fù)合物的層板峰強(qiáng)度較弱。在質(zhì)量比為10∶1和15∶1時(shí)，復(fù)合物中蒙脫石的001衍射面特征峰消失，說明產(chǎn)物中水滑石層板占主要部分，同時(shí)由于剝離影響層板長程無序排列。<
6、br> 本研究分別采用組氨酸和色氨酸作為層間離子進(jìn)行了平行實(shí)驗(yàn)。通過XRD表征可以得知水滑石的d003值為0.79nm，Pro-LDH的d003值為0.81nm，His-LDH的d003值為0.88nm，Trp-LDH的d003值為0.92nm，蒙脫石的d001值為1.28nm，Pro-MMT的d001值為1.36nm，His-MMT的d001值為1.35nm，Trp-MMT的d001值為1.49nm。從插層化合物的層間距可以看出相對(duì)
