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层状双氢氧化物(LayeredDoubleHydroxide,简称LDH),一种带永久正电荷的新型无机材料,因其具有独特的电学性质和广阔的工业应用前景而得到学术界和工业界的关注。目前,有关LDH作为母体制备不同的功能材料及应用研究已成为高技术研究领域的热点之一。
本论文采用共沉淀法,通过改变反应条件来优化母体LDH的粒子性质,如:通过控制反应溶剂中乙醇与水的体积比(简称醇水比)、反应时间以及沉淀剂滴加速度等来制备不同粒径的产物。研究表明,控制较高的醇水比可以制备到小粒径的LDH粒子,控制适当的反应时间可以得到形貌很规则的产物,控制较慢的滴加速度则可以得到大粒径的粒子。
本论文还采用了其他三种方法系统研究了谷氨酸(Glu)/层状双氢氧化物的纳米复合材料的制备和性质。第一,通过离子交换法实现了Glu在ZnAl-LDH纳米复合材料中的插层过程,研究了反应时间和R值(Zn2+/Al3+/Glu的摩尔比)对复合材料性质和结构的影响,结果表明,当反应时间为1天时,Glu/LDH纳米复合材料结晶度较好,Glu分子都以垂直形式插入,此时Glu在层间达到交换平衡;延长反应时间,复合材料的结构发生部分坍塌,在微酸性的Glu溶液中发生部分溶解而使其六边形结构出现破损;当R值较低时,复合材料的结晶度相似,当R值大于2:1:1.6时,随着R值增大复合材料结晶度逐渐降低:从而得出最佳的反应时间为1天,最佳的R值为2:1:1.6:第二,通过沉淀热转化法实现了Glu在ZnAl—LDH纳米复合材料中的插层,系统研究了R值、反应时间以及洗涤溶液的pH值对复合材料结构和性质的影响,结果表明,随着pH值、R值的增大,复合材料的结晶度先增强后减弱,随着反应时间的增加复合材料结晶度逐渐降低,从而得出最佳反应条件:R值为2:1:0.5,反应时间为1天以及洗涤溶液pH值为10.5;第三,自创研究了一种新方法实现了Glu在MgAl-LDH纳米复合材料中的插层,该新方法具有一些优点,如反应过程中无需氮气保护,可以通过反应中的现象变化来判定滴加谷氨酸溶液的量以及何时加入Mg(NO3)2溶液,无需通过酸度计控制pH值等。