Supermolecular layered double hydroxides

Research progresses in the layered double hydroxides [M _(1-x ^)/2+ M _x ³⁺ (OH)₂] ^x+ A _x ^n/n− ·mH₂O intercalated with metal coordinate ions or oxometalates in the last ten years are reviewed. These layered double hydroxides are mainly intercalated with polyoxometalate (POM) ions, a LiAl-LDH photochemical assembly containing TiO₂ and CH₃(CH₂)₁₂COO⁻ anions, together with Zn(TPPC) (porphyrin derivate) and macrocyclic ligand-containing porphyrin derivate anions. Emphasis is put on the synthesis methods for intercalation of the anions into the interlayer regions, the characterization techniques and structures for the layered compounds and the newest research progress in the fields such as catalysis. The review also forecasts the prospects of the field.     

镍铁基层状双氢氧化物析氧反应研究进展

近年来,能源危机、环境污染等问题导致了人们对开发高效清洁能源的迫切需求。氢气作为一种具备广泛应用前景的可替代能源,可通过电解水制备。然而,电解水制氢过程主要受制于阳极缓慢的析氧反应（oxygen evolution reaction,OER）过程。镍铁基层状双氢氧化物（nickel-iron layered double hydroxide,NiFe-LDH）由于其具备独特的层状结构、成本低廉、含量丰富且催化性能优异等特点,近年来被广泛研究。综述了通过晶格掺杂、空位缺陷和表面修饰对NiFe-LDH化合物进行改性的最新研究进展,简要讨论了改性NiFe-LDH化合物研究过程中遇到的挑战和前景。     

海藻酸钠修饰LDH制备多孔炭及其电化学性质

研究分别以Mg-Al-LDH,Zn-Cr-LDH和Mg-Cr-LDH为模板,海藻酸钠为前驱体在600℃下炭化制备的多孔炭发现,多孔炭的BET比表面积从173m2/g增加到497m2/g,而海藻酸钠自身炭化所得多孔炭的比表面积仅为95m2/g。电化学研究表明,以Mg-Cr-LDH为模板制备的多孔炭(PC—4)电极的循环伏安曲线图形更接近矩形,阴极和阳极过程基本对称;在恒电流充放电实验中,50mA/g的电流密度下PC—4电极的电容为92F/g且电流密度为500mA/g时充放电循环1000次后电容损失小于1%。比表面积、孔结构和电化学研究表明,海藻酸钠修饰LDH制备的多孔炭具有作为超级电容器电极材料的潜在价值。     

钼系络离子［O{MoO(O2)2}2]2-插层锌铝水滑石

采用离子交换法，以锌铝碳酸根型水滑石(Zn/Al-CO₃-LDHs)为前体，进行了钼系络离子［O{MoO(O₂)₂}₂］^2-插层水滑石的研究，利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和元素分析等手段对插层产物结构和组成进行了分析。结果表明：离子交换法可制备出钼系络离子［O{MoO(O₂)₂}₂］^2-插层Zn/Al-CO₃-LDHs的产物，插层产物保持了原有水滑石的层状结构，而且升高温度有利于层间阴离子交换完全，从而使晶体结构趋于完整。     

对硝基苯酚在镁铝型双金属氢氧化物及其煅烧产物上的吸附

对合成的Mg2Al型层状双金属氢氧化物(LDH)及其煅烧产物(CLDH)进行了表征. 研究了对硝基苯酚在LDH和CLDH上的吸附. 结果表明,对硝基苯酚在LDH和CLDH上均可发生吸附,其吸附等温线均符合Freundlich等温式;在LDH上的吸附动力学符合双常数方程,而在CLDH上的吸附动力学符合准一级动力学速率方程和Elovich方程;在CLDH上的吸附速率和吸附量明显高于LDH. 初始pH在3～10范围内变化对吸附量的影响不大,但有先增大后降低的趋势,温度升高,吸附量增大. 讨论了吸附机理.研究结果表明,CLDH有望成为一种新型的高效酚类有机污染物处理剂.     

聚合物/层状无机物纳米复合材料研究进展

从聚合物/层状无机物纳米复合材料的类型和制备方法、结构与性能表征等方面,总结了聚合物/层状无机物纳米复合材料的研究进展.利用插层复合原理制备各种聚合物/层状无机物纳米复合材料,赋予材料独特的结构,更优异的力学,热学,电、磁和光学及其气体阻隔性能,具有重要的科学意义和应用前景.     

层状双金属氢氧化物的热分解及动力学研究

研究层状双金属氢氧化物(LDH)的热分解过程对以其为前体制备双金属复合氧化物可提供理论指导。采用热重差热分析研究了镁铝摩尔比分别为2、3和4的LDH的热分解行为,并对热分解过程进行了动力学研究。采用红外光谱以及X射线衍射研究了Mg2Al-LDH在不同焙烧温度热分解产物的结构特点,结果表明层间碳酸根阴离子的脱除温度范围宽,约从250℃到700℃,但主要是在330～400℃之间进行的;LDH热分解过程脱除层间阴离子和层板羟基脱水的同时,伴随新相生成,500～700℃条件下,LDH的分解过程比较完全,形成了双金属氧化物。     

层状材料水滑石固定青霉素酰化酶的研究

以层状材料水滑石(LDH)为载体,采用不同酸性氨基酸插层,通过直接吸附和戊二醛交联的方法进行青霉素酰化酶(PGA)的固定.考察了各个因素对固定化酶酶活性的影响,优化了反应条件.制得的固定化酶的表观酶活性达9.67×10-6mol/s,酶活性回收率56.6%.对固定化酶的操作稳定性作了初步探讨.     

即时合成Mg/Al-LDH处理胭脂红模拟废水

利用层状双氢氧化物(LDH)合成原理,提出了即时合成LDH处理色素废水的新方法,并对其可行性进行了实验研究。文章探讨了初始质量浓度、pH值、Mg与Al摩尔比及温度对色素去除率的影响。结果表明,在常温下,最佳pH值为9.0,反应时间为2 h,Mg与Al摩尔比为3∶1,初始质量浓度在600 mg/L以下时,胭脂红的去除率可达到99%,效果显著。XRD、FT-IR、SEM对共沉淀产物的结构分析证实,即时合成的产物为LDH,Ponceau-4R插入LDH层间。     

层离高密度聚乙烯/层状双氢氧化物纳米复合材料的制备

采用熔融插层法制备了高密度聚乙烯（HDPE）／层状双氢氧化物（IDH）纳米复合材料．结构分析表明，当LDH含量低于5％时，LDH片层在纳米复合材料中是完全层离的．热性能分析表明，所得HDPE／LDH纳米复合材料比纯HDPE具有更高的热稳定性．以50％失重为比较点，当LDH含量为5％时，HDPE／LDH样品的降解温度比纯HDPE高出达40℃．     

镁铝复合金属氧化物结构、催化性能及其在一步法制备醇醚醋酸酯中的应用

制备了镁铝复合金属氧化物(LDO) , 并采用X2射线衍射(XRD) 、低温氮吸附等分析手段研究了其晶体结构、孔隙结构、晶体形貌等特征。同时, 将它应用于一步环氧化法合成丙二醇乙醚乙酸酯反应中, 探讨了其催化性能, 并对反应条件进行了优化。     

石墨烯/弹性体纳米复合材料研究进展

石墨烯材料由于其超薄的纳米片层结构,优良的导热、导电功能特性,在弹性体复合材料领域已经取得了众多的应用,并赋予了橡胶复合材料更强的动静态力学性能以及导电导热等功能性。本文从石墨烯的制备开始,重点综述了石墨烯的制备及表面修饰,石墨烯/弹性体制备方法,以及复合材料的各项性能,并阐述了三者之间的相互关联。最后提出了石墨烯/弹性体纳米复合材料领域未来应关注的科学和技术问题。     

Characteristics and mechanisms of sorption of organic contaminants onto sodium dodecyl sulfate modified Ca-Al layered double hydroxides

A series of calcium aluminum layered double hydroxides (LDHs) modified with sodium dodecyl sulfate (SDS) (Ca/Al-SDS-LDHs) were synthesized by co-precipitation, and characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and elemental analysis. The Ca/Al-SDS-LDHs enhanced sorption of nitrobenzene and naphthalene from water compared with inor- ganic LDH (Ca/Al-Cl-LDH). The sorption isotherms for sorption of organic contaminants onto the Ca/Al-SDS-LDHs were linear for the concentration range tested, which implies that the sorption mechanism is mainly by partition. The sorption of naphthalene onto Ca/Al-SDS-LDH was apparently stronger than that of nitrobenzene, but this order reversed after eliminating the hydrophobic effect of these two contaminants. Because naphthalene is non-polar and nitrobenzene is polar, the results indicate that the Ca/AlSDS-LDHs were selective for polar organic contaminants.     

Preparation of Rh-TPPTS complex intercalated layered double hydroxide and influences of host and guest compositions on its catalytic performances in hydroformylation reaction

Based on the concept of intercalation chemistry of layered double hydroxides （LDHs）, RhCI（CO）（TPPTS）2 （TPPTS： P（m-C6H4SO3Na）3） and TPPTS co-intercalated LDHs were successfully synthesized by in situ complexation method. Characterizations of structure and composition of composite materials by powder XRD, FT-IR, and ICP-AES techniques confirmed the supramolecular structures of the catalytic species intercalated LDHs. The correlation between catalytic performance of intercalated catalyst and the composition of both host layers and interlayer guest species was also investigated.     

一种新型膨胀阻燃剂的合成及与层状双氢氧化物复合阻燃LLDPE

一种新型膨胀阻燃剂(IFR)螺环磷酸酯缩硝基胍(SPDD)和4种有机修饰的有机层状双氢氧化物(OLDH)被成功合成.通过熔融混合法,LLDPE/IFR和LLDPE/IFR/OLDHs复合物被制备出来.XRD显示OLDHs的片层已经被剥离,得到LLDPE/IFR/OLDH纳米复合物.TGA数据显示SPDD提高了LLDPE的热稳定性.氧指数(LOI)数据表明SPDD明显提高了LLDPE的阻燃性.4份OLDHs取代SPDD不能增加复合物的热稳定性和阻燃性.扫描电镜(SEM)显示,对比LLDPE/IFR/OLDHs样品,LLDPE/IFR(30%)膨胀炭层表面有许多球状膨胀的气泡.     

十二烷基硫酸钠在水滑石层间的插层行为研究

采用¹³C和²⁷Al固体核磁共振表征方法结合XRD及热分析等表征技术,对十二烷基硫酸钠（NaDS）柱撑的水滑石（Mg₂Al-NO^-3）的分子结构进行了研究。结果表明,柱撑物中的有机相存在两种不同的构形,外表面吸附的DS^-主要是以活动性较好的无序构形状态存在,进入层间的DS^-主要是以活动性差的有序构形状态存在。NaDS柱撑LDHs中有序构形的量随DS^-溶液浓度的增加而增加,当溶液中DS^-的物质的量达到水滑石阴离子交换容量（AEC）的2倍或更大时,层间DS^-的量保持为57%左右。NaDS柱撑水滑石的铝核周围的配位为单一的六配位环境,此环境在柱撑前后没有发生明显变化。     

机械化学法合成 Mg-Al-OH 类水滑石的研究简

以MgO和Al2O3为起始反应物,用机械水热法制备出高结晶度单相纳米晶Mg—Al—OH类水滑石．用x射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及红外光谱（FT-IR）等表征方法对合成产物进行了表征,结果表明：制备的Mg—Al-OH类水滑石具有高度的分散性;前期的碾磨操作在后期的水热处理形成类水滑石的过程中发挥着重要的作用．Mg—Al-OHHTlc晶体形成经历了机械活化和扩散两个过程．     

Structure, flame retarding and smoke suppressing properties of Zn-Mg-Al-CO3 layered double hydroxides

Zn-Mg-Al-CO3 layered double hydroxides (LDHs) have been synthesized by a new method involving separate nucleation and aging steps. The Zn-Mg-Al-CO3 LDHs were characterized by XRD, FT-IR, ICP and TG-DTA. The limiting oxygen index and smoke density of composites of the LDHs with EVA-28 were determined. Incorporation of Zn^2 in the layers of the LDHs was found promoting material charring and smoke suppression. The mechanism of flame retardation and smoke suppression is discussed. The results show that Zn-Mg-Al-CO3 LDHs have better flam eretarding and smoke suppressing effects than Mg-Al-CO3 LDHs.     

Study on the supramolecular structure of sorbic acid intercalated Zn-Al layered double hydroxides and its thermal decomposition

A novel organic-inorganic composite, sorbic acid intercalated zinc aluminum layered double hydroxides （SA-ZnAl-LDHs） has been successfully assembled by a simple direct coprecipitation method. A holistic approach including normal XRD, FT-IR, and UV-Vis measurements and simultaneous TG/DTA/MS and in situ HT-XRD techniques was employed to explore the supramolecular intercalation structure and the thermal decomposition properties of as-syntheslzed SA-ZnAl-LDHs material.     

锌铝双氢氧化物对膨胀阻燃聚丙烯热稳定性能与阻燃性能影响的研究(英文)

采用一步法制备十二烷基硫酸钠改性的锌铝双氢氧化物(ZnAl(SDS)-LDH),并对其结构进行表征,然后通过熔融共混法制备膨胀阻燃聚丙烯/ZnAl(SDS)-LDH复合材料,系统研究了ZnAl(SDS)-LDH的添加量对膨胀阻燃聚丙烯复合材料阻燃性能和热稳定性能的影响,同时研究复合材料制备方法对材料结构和性能的影响.研究表明,体系的阻燃效率不仅与ZnAl(SDS)-LDH的添加量有关,与材料的制备工艺也有很大关系.添加适量的ZnAl(SDS)-LDH可明显提高膨胀阻燃聚丙烯材料阻燃性能和热稳定性能.在ZnAl(SDS)-LDH添加量相同的情况下,先加ZnAl(SDS)-LDH,后加膨胀阻燃剂的样品的阻燃性能明显优于先加膨胀型阻燃剂,后加ZnAl(SDS)-LDH的样品.