类水滑石（hydrotalcite-like compounds，简称HTlc）是荷结构正电荷的层状混合金属氢氧化物，蒙脱土是荷结构负电荷的2∶1型层状硅酸盐黏土，高岭土是荷少量（或不荷）结构负电荷的1∶1型层状硅酸盐黏土，三者皆为胶体化学等领域基础研究的模型胶体，也是有关层状材料应用开发研究的主体，在化学、材料、医药、农药、环境等领域备受关注。本文以HTlc、蒙脱土和高岭土为模型，就层状材料HTlc的制备和荷结构电荷胶体的界面电化学性能进行了较系统地研究，探讨了HTlc在医药载体方面应用的可行性，所得结果加深了对HTlc制备规律和胶体界面电化学现象的科学认识，为HTlc的应用开发提供了基础信息。一、Zn-Al-Fe类水滑石的制备及表征类水滑石的化学通式为：[M_1-x²⁺M_x³⁺（OH）₂]^x+A_x／n^n-·mH₂O，M²⁺指二价金属阳离子M³⁺指三价金属阳离子，A指价数为-n的阴离子，x为每摩尔HTlc中M³⁺的摩尔分数，m为每摩尔HTlc中层间结晶水的数目。由于其在催化剂、抗酸剂、废水处理、抗絮凝剂、医药、农药、油田开发和阴离子交换剂等领域的潜在应用价值而受到人们关注。前期，对HTlc的制备、性能及应用进行了较系统的研究，但合成的主要是二元HTlc（由两种金属组成），三元及其以上的HTlc（由三种以上金属组成）研究较少。在二元HTlc合成中，人们发现x值在0.2～0.33范围内可获得纯类水滑石相，三元以上HTlc的合成过程中如何获取纯类水滑石相是目前人们研究的热点问题之一。本人所在的课题组前期制备Zn-Mg-Al HTlc时发现，在影响产品晶相组成方面，二价金属离子Zn²⁺和Mg²⁺间存在“同离子浓度叠加效应”，而在制备Mg-Al-Fe HTlc时发现三价金属离子Al³⁺和Fe³⁺间不存在“同离子浓度叠加效应”，这是一个需要进一步考证的规律。本文研究了Zn-Al-Fe三元HTlc的制备及表征，探讨了制备规律，同时为后续进行的荷结构正电荷胶体粒子的电性能研究准备了样品。得到的主要结论如下：（1）所制备的Zn-Al-Fe HTlc样品中Zn含量比原料配比中的低，而Fe含量比原料配比中的高，这可能是因为Fe（OH）₃的溶度积相对较小所致。（2）所合成样品的x值在0.59～0.82之间时，可得到纯相Zn-Al-Fe HTlc，超出这个范围出现异相或无定型相，这明显高于二元金属HTlc的x值范围（0.2～0.33）。在Al³⁺和Fe³⁺含量对产品晶相组成影响方面，不存在“同离子浓度叠加效应”。（3）合成出具有良好结晶度的纯Zn-Al-Fe HTlc样品，晶胞参数a值在0.306～0.308nm之间，c值在2.302～2.341nm之间，层间距在0.765～0.789nm之间，层间通道的高度约为0.30nm。合成样品的颗粒均为较规则的六边形，粒径在100nm左右。二、带结构电荷的胶体颗粒的界面电化学性能胶体界面电化学是胶体与界面化学领域的传统研究课题，但目前相关的理论体系是以可极化界面和不带结构电荷的固体（金属氧化物或氢氧化物）可逆界面为基础建立起来的，在处理带结构电荷胶体界面电化学现象时遇到了一些问题。例如，带结构电荷的胶体是否与不带结构电荷的胶体一样存在与离子强度无关的零净电荷点（PZNC）?在用电势滴定法测定带结构负电荷黏土的PZNC时，有人发现在所研究的pH范围内不同离子强度下的电势滴定曲线间没有公共交点，就认为结构电荷的存在使胶体不存在与离子强度无关的PZNC；而有人发现有公共交点，但认为是零净质子电荷点（PZNPC）。带结构电荷胶体的零电荷点（PZC）还是一个亟需研究的问题之一。带结构电荷胶体的界面酸-碱反应（或电离／络合反应）特征平衡常数的测定是另一个需研究的问题。目前由于缺乏理论依据或方法，文献中均用数值模拟的方法获得酸-碱反应特征平衡常数，但当有两个以上可调节参数时，结果缺乏唯一性；另外，为了使模型预测与实验结果有良好的一致性，常随意给定一些可调节参数的值，使结果的可信度大为降低。本实验室的前期研究中，以HTlc为模型胶体，研究了荷结构电荷胶体的PZC、界面酸-碱反应理论和相关参数的测定方法。本文在此基础上，分别以荷结构正电荷的Zn-Al-Fe HTlc和荷结构负电荷的蒙脱土和高岭土为模型胶体，进一步考察了PZC的特性，测定了界面酸-碱反应特征平衡常数(1-pK模型中的K，2-pK模型中的Ka₁^int和Ka₂^int)，特别是探讨了结构电荷密度(σ_st)对PZC和界面酸-碱反应特征平衡常数的影响，以及PZC与界面酸-碱反应特征平衡常数间的相互关系，类似工作还未见他人报道，所得结果加深了对胶体界面电化学现象的科学认识。主要结论如下：（1）实验证明，与不带结构电荷的两性固体一样，带有结构正电荷的HTlc和带有结构负电荷的蒙脱土和高岭土均存在与支持电解质浓度（c）无关的零净电荷点（PZNC）。（2）荷结构正电荷的HTlc的pH_PZNC在碱性区（9.2～10），而荷结构负电荷的高岭土和蒙脱土的pH_PZNC在酸性区（分别约为2.2和2.7）。（3）结构正电荷密度增加使PZNC降低，结构负电荷密度增大使PZNC增大。所研究的Zn-Al-Fe HTlc样品的pH_PZNC与σ_st之间符合关系式：pH_PZNC=-2.42σ_st+11.27（R=0.9892）。（4）结构正电荷密度增大使pKa₂^int、pKa₁^int和pK值减小，而结构负电荷密度增大使pKa₂^int、pKa₁^int和pK值增大。所研究Zn-Al-Fe HTlc样品的特征平衡常数与σ_st分别遵循下列关系式：pK=-0.38σ_st+11.47 （R=0.9898）pKa₁^int=-0.44σ_st+10.82 （R=0.9901）pKa₂^int=-0.32σ_st+12.10 （R=0.9890）（5）所研究的Zn-Al-Fe HTlc样品的pK、pKa₁^int和pKa₂^int值分别与pH_PZNC间存在良好的线性关系：pK=1.64pH_PZNC-6.91 （R=0.9940）pKa₁^int=1.89pH_PZNC-10.28 （R=0.9892）pKa₂^int=1.40pH_PZNC-3.52 （R=0.9990）随pH_PZNC增大，pK、pKa₁^int和pKa₂^int值均增大。（6）零净质子电荷点（PZNPC）与支持电解质浓度有关，HTlc的PZNPC随支持电解质浓度增大而增大，蒙脱土和高岭土的PZNPC随支持电解质浓度增大而减小。三、酮洛芬-HTlc纳米复合物的制备和性能将药物分子插入HTlc的层间通道，可形成药物-HTlc纳米复合物，研究表明有望成为新型的药物控释和输送体系，因而引起极大关注。本文将酮洛芬（KPF）插入到Mg-Al HTlc层间，研究了各种因素对载药量的影响，并对合成的Mg-Al HTlc-KPF纳米复合物的结构、缓释性能进行分析，以期为HTlc药物载体的开发提供基础信息。得到的主要结论如下：（1）分别采用共沉淀法、阴离子交换法和结构重建法将KPF插入到了Mg-Al HTlc层间，合成出Mg-Al HTlc-KPF纳米复合物。根据层间距和KPF分子大小推测，KPF在层间的排列方式可能为垂直于水滑石片层的双层排列。（2）考察了反应温度、老化时间、初始药物浓度和反应体系pH值对共沉淀法合成Mg-Al-KPF HTlc载药量的影响，发现反应温度和老化时间对载药量影响不大，而初始药物浓度和体系pH值均对载药量有较大影响。（3）研究表明Mg-Al HTlc-KPF具有明显的缓释效果，其释放速率随介质pH值的增加而明显降低。探讨了Mg-Al HTlc-KPF的药物释放机理，pH为4时，主要归因于层板的溶解，同时粒子内层间扩散过程对释放过程也有较大贡献；而在pH=6.86时，释放过程仅受粒子内扩散过程控制。