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毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1. 引言：
层状材料是一类具有特殊结构和功能的化合物，可分为阳离子型(包括蒙脱土、高岭土、四价金属不溶盐类等)、阴离子型(主要为水滑石类化合物)和非离子型(如石墨、 云母过渡金属硫化物等)[1]。其中, 阴离子型层状材料水滑石，又称层状双金属氢氧化物 (layered double hydroxides,简写为 LDHs)，以其组成和结构上的多种可调变因素而备受关注。
水滑石类化合物是一类具有层状结构的阴离子无机材料。天然水滑石类化合物是镁铝水滑石Mg6Al2(OH)12CO34H2O,最早由瑞典的Circa于十九世纪四十年代发现。随后,进入二十世纪初期,Feitknecht等[2,3]首次通过实验方法将镁铝两种盐溶液和氢氧化钠反应制备出镁铝水滑石,同时他们通过XRD分析提出了该化合物具有双层结构的设想。1971年, Miyata等[4]对水滑石的性质和结构进行了研宄,并指出其可作为一种酸碱催化剂应用于催化领域。1973年,Taylor[5]详细研究了层板为不同金属种类的水滑石的晶体结构,提出了水滑石的结构特征。1985年,Reichle等[6]对水滑石进行热处理,指出其培烧产物 作为催化剂在经酸缩合反应中有很好的催化活性,说明水滑石在碱催化、氧化还原催化 过程中均能起到一定的催化作用。
2. 水滑石类化合物的结构
水滑石类化合物是由带正电荷主体层板与层间阴离子客体有序组装而形成的化合物。其主体层板结构类似于水镁石Mg(OH)2[7,8]，位于层板上的二价金属阳离子M2 可以在一定的比例范围内被适宜的三价金属阳离子M3 同晶取代，从而使得主体层板带部分的正电荷；层间可以交换的客体阴离子An与层板正电荷相平衡，使得水滑石的这种主客体结构呈现电中性。通常情况下层间存在客体水分子。水滑石的化学组成可写为[M2 1-xM3 x(OH)2]x (An-)yH2O，其中 x 为 M3 /(M2 M3 )的摩尔比值; y 为层间水分子数量。 M-O八面体沿ab面方向生长形成主体层板，层间客体阴离子诱导主体层板沿 c 轴方向形成有序堆积。
3. 水滑石类化合物的性质
（1）碱性。水滑石的层板上含有氢氧基团,具有一定的碱性,它的碱性强弱与层 板上阳离子M的性质、M-0键的性质均有关系,且其培烧产物金属复合氧化物具有较强 的碱性。水滑石的喊性位点可以与其他功能材料嫁接,改变其物理性质或化学性质,从 而使得水滑石具有新的性能[9]。
（2）层板同价金属离子的可调变性。理论上,与Mg2 、A13 具有相近离子半径的 金属阳离子M2 和可与之部分交换,并在一定范围内改变M2 和M3 的比例,以满足 不同应用的需求；同时还可继续加入金属阳离子,从而形成三元或四元水滑石类化合物[10,11]，此时层板的化学组成发生改变,继而导致性质的变化。
（3）层间阴离子的可交换性。水滑石的层间一般为无机阴离子C032-,可与其它种类无机阴离子、有机阴离子、配合物阴离子以及同多或杂多酸阴离子等进行交换,得到不同结构和特殊性能的柱撑水滑石[12,13]。LDHs阴离子的交换能力与层间阴离子种类有关,常见无机阴离子的交换能力为NO3-≥Cl-＞SO42-＞CO32-[14]。
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