超分子结构姜黄素插层镁铝水滑石的组装、结构及缓释性能

以镁铝水滑石为主体, 以中药提取物姜黄素为客体, 由共沉淀法、离子交换法和焙烧复原法三种不同方法组装得到超分子结构复合材料——姜黄素插层镁铝水滑石. 并用XRD, IR, HPLC等手段对该材料进行了表征. 结果表明, 共沉淀法和离子交换法成功组装得到两种不同结构的姜黄素插层产物, 使材料的层间距扩大为0.82～1.36 nm, 层间客体姜黄素阴离子是以平行或者单层垂直的定位方向排列于层间的. 考察了该材料在不同pH值的磷酸盐缓冲溶液中的缓释性能, 其缓释历程为客体阴离子与介质中 的离子交换过程. 该研究指出了阴离子层状材料——水滑石在中药释释剂领域的应用潜力.     

金属钯插层类水滑石的制备及其电催化乙醇的性能研究

高性能的电催化剂对直接燃料电池的商业化应用有着至关重要的作用,目前的阳极材料还存在活性低、易中毒、成本高等问题。本研究以层状双氢氧化物(layered double hydroxides, LDHs)为载体通过浸渍法制备了新型纳米钯(Pd)催化剂,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电感耦合等离子体质谱仪、能谱仪、透射电子显微镜、循环伏安法测试、计时电流测试和电化学阻抗等方法对催化剂的结构和电催化性能进行了研究。结果表明,新制备的Pd/Mg-Al-LDHs仍然保持着LDHs的层状结构,循环伏安测试表明在碱性条件下,Pd/Mg-Al-LDHs比Pd/C有更好的电催化乙醇活性和抗中间产物中毒性能,且乙醇浓度、扫描速率和温度等因素对峰电流有着直接影响。计时电流测试表明在电催化乙醇的过程中Pd/Mg-Al-LDHs比Pd/C拥有更高的电催化活性和稳定性。电化学阻抗测试表明,Pd插层可显著改善Mg-Al-LDHs的导电性,并降低电催化过程中电荷转移阻力。     

插层组装超分子结构有机物柱撑阴离子层状材料

通过改变插层组装条件对有机物柱撑阴离子层状材料(organic pillared layered double hydrox-ide，简称organo-LDHs)进行调控，可获得在光化学、电化学、催化、控制释放等方面具有广阔应用前景的新型无机—有机功能性超分子结构复合材料。本文以插层组装概念及超分子结构为理论基础，介绍了超分子结构organo-LDHs的插层组装方法、表征手段、层间有机物客体的定位及应用研究。     

超分子结构草甘膦插层水滑石的组装及结构研究

提出了一种新的绿色农药缓释剂模型——超分子结构草甘膦缓释剂.依据插层组装理论,以阴离子层状材料镁铝水滑石(MgAl-LDH)为插层主体,以除草剂草甘膦为插层客体,由共沉淀法一步组装得到超分子结构草甘膦插层镁铝水滑石(MgAl-LDH-gly).通过对MgAl-LDH-gly的结构、主客体相互作用及化学组成确认,建立了MgAl-LDH-gly的近似超分子结构模型,并对其缓慢释放草甘膦的可行性进行了分析.     

层状水滑石对吡啶二甲酸异构阴离子的选择性插层行为

本文采用焙烧复原法研究了镁铝水滑石与吡啶二甲酸异构阴离子单体及其混合体的插层反应，实验发现镁铝水滑石对吡啶二甲酸异构阴离子存在着明显的选择性，有机酸异构体优先进入层间的顺序是：2,3-吡啶二甲酸>2,5-吡啶二甲酸>2,4-吡啶二甲酸>3,5-吡啶二甲酸>3,4-吡啶二甲酸>2,6-吡啶二甲酸。利用XRD、IR和TG测试技术对样品进行了表征，同时采用Gaussian-98软件包中ab initio 分子轨道法（HF/6-31G）计算了吡啶二甲酸异构阴离子的分子结构，理论结合实验探讨了阴离子在水滑石层间可能的空间构型，分析了其结构与插层行为的关系。研究表明镁铝水滑石层状材料插层过程中具有分子识别能力，可用于分离有机异构阴离子。     

直接脱碳酸化制备有机离子插层的层状双氢氧化物

层状双氢氧化物(Layered double hydroxide, LDH)是一种具有阴离子可交换性质的层状无机材料, 由于其具有多种功能性质, 已被广泛应用于催化^[1~3]、酸吸附剂^[4]、传感器^[5]及聚合物填料^[6~8]等领域. 传统的共沉淀法制备的LDH结晶度低、尺寸小(直径通常小于100 nm). 1998年, Costantino等^[9]采用均匀沉淀法制备出了高结晶度、大尺寸(微米量级)且层间具有CO₃^2-的LDH(LDH-CO₃), 引起了人们的极大兴趣. 为解决LDH-CO₃难于交换和剥离的难题, Iyi等^[10,11]采用两步法制备了层间具有NO₃^- 或有机阴离子的LDH, 即首先采用 HCl-NaCl混合溶液将LDH-CO₃转化成为LDH-Cl, 然后再采用过量的阴离子进行交换制备LDH-NO₃或有机阴离子插层的LDH.     

锌皂石的非水热合成与插层组装性能研究

以尿素为羟基缓释剂和pH值控制剂, 在常压和低于100 ℃的温和实验条件下, 用非水热法合成出了八面体片阳离子为Zn^2＋的皂石, 研究了原料的硅铝配比(n_Si/n_Al), 溶液pH值、晶化温度和晶化时间对锌皂石合成的影响, 利用XRD, TEM, IR等手段对样品进行了表征. 结果表明: 合成样品具有三八面体皂石结构; 在比较宽的投料范围内 (n_Si/n_Al＝5.67～19), 合成皂石的晶相和晶形无明显变化; 在初始pH＝6的体系中, 90 ℃晶化12.5 h即可获得结构完整、晶相单一的锌皂石; 非水热条件下, 锌皂石在a向和b向上择优生长, c向生长速度相对较慢; 另外, 利用层间域离子的可交换性和层板带电荷的相反性, 将带正电荷的类水滑石客体层板引入到带负电荷的皂石层间, 形成了c向上单个皂石主体层板与单个类水滑石客体层板交叉堆垛的结构方式.     

喜树碱插层的镁铝型层状双金属氢氧化物的合成及表征

采用共沉淀法把抗癌药物喜树碱（Camptothecin, CPT）插入层状双金属氢氧化物(layered double hydroxide, LDH)层间, 合成了CPT-LDH纳米杂化物。结果表明,在CPT-LDH纳米杂化物中,CPT在层间的排布方式有两种,即平行于层板的单层排列和垂直于层板的双层排列;缓释研究表明,CPT-LDH在pH 7.5的磷酸缓冲液中具有明显的缓释效果,其释放速率较相同pH值时CPT和LDH物理混合物的释放速率明显降低;考察了CPT-LDH的药物释放机理,在 pH 7.5的缓冲溶液中,释放过程受粒内扩散过程控制;CPT-LDH纳米杂化物的释放动力学符合准一级动力学过程。     

超分子结构甲基橙插层水滑石的组装及其光热稳定性研究

甲基橙是一种酸性染料,但因为它的光和热稳定性较差,使其应用范围和使用效果受到了一定限制.以Mg_0.67Al_0.33(OH)₂(CO₃)_0.165·0.58H₂OLDHs为前体,采用离子交换法,将甲基橙插入到LDHs层间,借助XRD,FTIR,UV-Vis和TG-DTA等手段对样品进行表征.结果表明,甲基橙阴离子可以完全取代前体层间的CO₃^2-离子,组装得到晶体结构良好的甲基橙插层LDHs.对其结构进行研究发现,LDHs主体层板与客体甲基橙阴离子之间存在静电吸引、氢键和其它弱化学键相互作用,具有超分子结构特征.该超分子结构材料不仅保持了甲基橙本身的颜色,而且与甲基橙相比,其耐光性和耐热性均有大幅度的提高.     

层状双金属氢氧化物的制备及其应用研究

层状双金属氢氧化物是一类新型的无机功能材料,具有特殊的层状结构和优异的物理化学特性,已成为当前研究的热点。介绍了层状双金属氢氧化物的结构与性质,特别分析了层状双金属氢氧化物的制备方法及其在催化材料、吸附材料、生物医药材料、光电功能材料等方面的应用研究进展,并对其在未来的发展方向进行了展望。     

Preparation of New Layered Double Hydroxide,Co-TiLDH

Layer double hydroxide (LDH) is well known for its ability to intercalate anionic compounds. Most popular LDH is prepared only conventionally with bivalent and trivalent cations. In this study, Co-Ti LDH consisting of bivalent and tetravalent cations was prepared and characterized by chemical analysis, X-ray diffraction, IR spectra, thermal analysis and Scanning Electron Microscope (SEM). The experimental results indicate that the ageing procedure plays a vital role in the formation of Co-Ti LDH. The insertion of a cyanate anion into LDH was confirmed by chemical analysis and IR spectra. XRD patterns of the prepared LDH (Co-Ti-CNO) showed that the interlayer spacing of the LDH was 0.79 nm. The spacing was similar to that of usual LDH in which chloride or bromide anion is the guest. SEM images show that the morphology of Co-Ti LDH was a plate-like structure or a fibrous structure depending on the preparation conditions.This revised version was published online in July 2005 with a corrected issue number.     

谷氨酸柱撑水滑石超分子结构层柱材料的插层组装

用返混沉淀方法实现了谷氨酸柱撑水滑石超分子结构层柱材料的插层组装,得到结晶度高、晶相单一且谷氨酸在层间有序排列的超分子结构层柱材料.用X射线衍射、原子光谱、元素分析、红外光谱及热重-差热分析表征了超分子结构层柱材料的结构,给出其结构模型.     

双金属复合氧化物的结构与紫外阻隔性能

双金属复合氧化物（ＣＬＤＨ）是一类发展迅速的无机层状材料的煅烧产物,在催化、吸附等领域已获长足进展［１］,但作为紫外阻隔材料的性能研究尚鲜见报道．本文研究了不同双金属复合氧化物的紫外阻隔性能,结果发现二价金属离子为锌离子的ＣＬＤＨ具有良好的紫外阻隔性能．实验所用试剂均为分析纯．ＣＬＤＨ由ＮａＯＨ,Ｎａ２ＣＯ３,ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ,ＺｎＳＯ４·７Ｈ２Ｏ,Ａｌ２（ＳＯ４）３·１８Ｈ２Ｏ为原料,按文献［２］方法制备．ＺｎＯ＋Ａｌ２Ｏ３复配物是按一定比例机械混合后,研磨,并在与ＣＬＤＨ相同的条件下煅烧…     

层板Ni2+的引入对CuCr类水滑石晶体结构的影响研究

采用自行创制的成核晶化隔离法将Ni^2 引入层状双金属复合氢氧化物(LDHs)的层板,首次合成得到了层板含Ni^2 的三元金属铜镍铬的碳酸根型LDHs(CuNiCr—LDHs),通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、热重及微商热重分析(TODTG)、等离子电感偶合元素分析(ICP)和激光粒度分析等手段对产物的晶体结构特征进行了研究,结果表明：当反应Cu^2 ／Ni^2 ／Cr^3 投料摩尔比介于1：2：1～1：3：1之间,晶化温度为180℃和晶化时间大于4h时,利用成核晶化隔离法可以合成得到晶型规整的CuNiCr—LDHs;研究同时发现,层板引入Ni^2 后可以削弱Cu^2 的Jahn-Tellex效应对层板对称性的影响,提高了LDHs的晶型完整性和结构稳定性。     

镍镁铝类水滑石的超分子结构、电子性质及稳定性

以Ni²⁺同晶取代Mg²⁺的方式构建镍镁铝类水滑石(HT)的周期性计算模型, 通过进行密度泛函理论计算,研究了含镍水滑石的的超分子结构、电子性质及稳定性. 结果表明, 随着镍离子逐渐取代镁离子, 金属离子之间的平均距离逐渐减小, 层间距逐渐增大, 与实验结果一致. 与此同时, 电子逐渐从主体层板向客体阴离子传递,导致主客体之间的静电作用力及整体超分子作用力逐渐增强, 结合能的绝对值逐渐增大, 体系的稳定性增加.在微观结构上, 电子传递行为使层板中平均金属―氧键键长逐渐减小, 且金属配位角的畸变情况得到一定程度的缓解, 这些变化都有利于形成更稳定的体系, 说明镍铝类水滑石在理论上比镁铝水滑石更稳定.     

二氟尼柳/水滑石插层组装结构、氢键及水合特性的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟二氟尼柳插层水滑石(DIF/LDHs)的超分子结构, 研究复合材料主客体间形成的氢键以及水合膨胀特性.结果表明, 当水分子总数与DIF分子总数之比Nw≤3时, 层间距dc保持基本恒定, 约1.80 nm; 当Nw≥4时, 层间距逐渐增大, 且符合dc=1.2611Nw+13.63线性方程. 随着水分子个数增加, 水合能驻UH逐渐增大. 当Nw≤16时, 由于⊿UH<-41.84 kJ·mol-1, LDHs-DIF可以持续吸收水, 从而使材料层间距不断膨胀. 但当Nw≥24时, ⊿UH>-41.84 kJ·mol-1, 此时LDHs-DIF层间不能再进一步水合, 因此LDHs-DIF在水环境中膨胀具有一定的限度. 水滑石层间存在复杂的氢键网络. DIF/LDHs水合过程中, 水分子首先同步与层板和阴离子构成氢键; 当阴离子趋于饱和后, 水分子继续与层板形成氢键, 并逐步发生L-W型氢键取代L-A型氢键, 驱使阴离子向层间中央移动, 与层板发生隔离; 最后水分子在水滑石羟基表面形成有序结构化水层.