层状双羟基复合金属氢氧化物/废胶粉改性沥青的性能及老化机理

以层状双羟基复合金属氢氧化物(LDHs)及废胶粉(CR)为改性剂,采用熔融共混法制备了LDHs/CR复合改性沥青。通过原子力显微镜、离析实验、旋转薄膜烘箱老化实验(RTFOT)、室内加速紫外老化试验及紫外可见分光光度计(UV-Vis)等实验方法,对复合改性沥青的性能进行了研究,并初步探讨了改性剂与沥青的相互作用机理。结果表明,LDHs的掺入使得废胶粉在沥青中分散得更均匀且胶粉颗粒的平均粒径更细小;相比于基质沥青,复合改性沥青的高低温性能得到很大的改善;随着LDHs掺量增加,LDHs/CR复合改性沥青的离析软化点差值由9.2℃减小到1.3℃,储存稳定性大幅提升;与废胶粉改性沥青相比,LDHs/CR复合改性沥青的抗老化性能(尤其是抗UV老化性能)得到明显改善。

层状复合氢氧化物的结构调控及其吸附重金属离子的研究进展

层状复合氢氧化物(LDHs)是具有特殊层状结构的阴离子黏土,具有化学组成可调、比表面积大及结构记忆效应独特等性质,在废水处理方面备受关注。调控LDHs自身结构,是进一步扩大其应用范围、提高其吸附性能的有效途径。该文介绍了LDHs特殊的层状结构和其自身性质;总结了LDHs最常用的制备方法,即共沉淀法、离子交换法、尿素水解法、煅烧复原法和溶胶-凝胶法等,分别介绍了各种制备方法的原理和特点;综述了LDHs的结构调控对其吸附重金属离子性能的影响,并总结了LDHs对重金属离子的吸附机理;最后,指出了目前LDHs在处理含有重金属离子废水研究中面临的挑战,并对该材料未来的研究方向和发展趋势进行了展望。

层状双羟基氢氧化物及其衍生物在锂硫电池中的应用

锂硫电池具有超高的理论能量密度、较低的材料成本,是极有前途的下一代储能体系。但硫导电性差、充放电过程中的穿梭效应、体积膨胀、负极锂枝晶等问题造成锂硫电池的比容量低、容量衰减严重、库仑效率差,影响了其实际应用。层状双羟基氢氧化物(LDHs)是一种二维材料,具有可调节的插层结构、可控的表面化学性质和独特的拓扑转换特性,作为储能材料受到了广泛的关注。LDHs对多硫化物具有良好的约束能力,作为锂硫电池正极硫载体可以高效吸附和催化充放电过程中产生的多硫化物,减少多硫化物的迁移,加快氧化还原反应动力学,从而提升锂硫电池的电化学性能。此外,二维LDHs可涂覆于隔膜作为正极与隔膜间的中间层,通过物理作用阻挡多硫化物向负极的迁移,抑制穿梭效应;LDHs用于锂负极可以促进金属锂的均匀成核和沉积。目前LDHs在锂硫电池中应用广泛,本文综述了LDH及其衍生物在锂硫电池中的应用优势,介绍了其在锂硫电池正极、中间层、负极中的应用现状,指出了LDHs材料在锂硫电池中的发展方向。

不同金属组成的层状双氢氧化物在医药领域的应用进展

层状双氢氧化物是由带正电的金属离子氢氧化物层和插层阴离子组成的具有二维层状结构的纳米材料,广泛用于环境治理等领域。由于制备简便、组成灵活性高、药物装载率高、pH响应型释放、生物相容性和安全性良好等特点,层状双氢氧化物逐渐在抗肿瘤治疗中崭露头角。本文综述了不同金属离子组成的层状双氢氧化物在生物医药领域中的应用进展,并对其在生物医药领域应用的进一步拓宽以及临床转化中存在的挑战进行讨论,以期对层状双氢氧化物递药系统的开发与转化提供参考。

双氢氧化物修饰镍金属网提升电磁屏蔽性能

针对镍金属网在电磁屏蔽中的低吸收效能(SE_(A))和较高反射(SE_(R))问题,通过电沉积方法在镍金属网(NM)表面负载镍铁双氢氧化物(NiFe LDH)纳米片,旨在提升材料的以吸收为主的屏蔽性能。处理后材料的微观结构和电磁特性得到显著改善,尤其是在X波段内实现了优异的56 dB的SE_(A)和2 dB的SE_(R)。同时,NiFe LDH纳米片优化了介电常数、磁导率、衰减常数和阻抗匹配,证明其在电磁屏蔽领域的广泛应用前景,合成简单且成本效益高。

钙铝层状双氢氧化物(CaAl-LDH)对铅镉砷污染废水的吸附性能及机制研究

重金属污染普遍存在且日趋严重,解决阳离子和阴离子重金属共存的复合污染问题依然是一个严峻的挑战。本研究采用简便的原位共沉淀法制备了钙铝层状双氢氧化物(CaAl-LDH),用于去除水中的重金属离子。通过XRD、SEM、FTIR和XPS等表征方法研究CaAl-LDH的制备及其对重金属离子的吸附机理。采用批吸附实验研究CaAl-LDH对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)三种金属离子的吸附能力。结果表明,准一级动力学模型可以很好地拟合CaAl-LDH对三种重金属的吸附。吸附等温线结果表明,与Freundlich模型(R^(2)<0.67)相比,Cd的吸附过程更符合Langmuir模型(R^(2)>0.92)。Langmuir和Freundlich模型都能有效拟合Pb和As的吸附(R^(2)>0.90)。CaAl-LDH对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的最大吸附量分别为786.6、437.2和72.9 mg/g,并且在10 min内能够达到吸附平衡,反应快速高效。CaAl-LDH对铅、镉、砷的吸附机理各异。铅的吸附可能通过表面沉淀实现,而镉的吸附机理为同晶置换。至于As的吸附,可能涉及LDH层间的离子交换。该实验提供了一种对阴、阳离子重金属都具有高效吸附性能的LDH材料,并在重金属复合污染废水治理中显示出一定的应用潜力。

基于层状双金属氢氧化物/碳纳米管复合材料的双酚A电化学传感器的构建及应用

采用层状镍/铁双金属氢氧化物/碳纳米管复合材料(NiFe-LDH/CNT)构建了高灵敏度的双酚A(BPA)电化学传感器,探讨了BPA在该传感器上的电化学行为和氧化反应动力学参数。实验结果表明,该传感器在磷酸盐缓冲溶液(PBS)中对BPA有较强的电催化作用,于0.505 V电位处出现灵敏的氧化峰。利用线性扫描伏安法检测BPA浓度线性范围为0.05~50.0μmol/L,检出限为9.8 nmol/L。该方法用于塑料和纺织品实际样品中BPA的定量检测,回收率在96.0%~105%之间。该传感器成本低、灵敏度高、抗干扰能力强,为检测BPA提供了一种简便有效的方法。

层状双金属氢氧化物及其复合材料在吸附重金属离子方面的研究进展

水体中重金属离子污染日益严重,因此寻求一种新型复合材料吸附剂成为环境修复领域需要关注的迫切问题。层状双金属氢氧化物(LDHs)作为阴离子交换型二维层状化合物,具有高比表面积、层间离子可交换且环境友好等优势,在吸附领域备受关注。针对近年来的研究现状,对LDHs及其复合材料进行简单概述,以及重点介绍在吸附重金属离子方面的最新研究进展,以期为LDHs及其复合材料协同吸附重金属离子的研究提供一些参考依据。

层状双金属氢氧化物/聚乙烯醇气体阻隔薄膜材料制备及性能研究

目的 研发出一种具有优异氧气阻隔性能的柔性薄膜,其在食品包装领域具有良好的应用前景。方法 以具有生物降解性能的聚乙烯醇(PVA)为成膜基材,镁铝层状双金属氢氧化物(MgAl-LDH)为改性剂,柠檬酸为交联剂,采用流延法制备出具有优异气体阻隔性能的PVA/MgAl-LDH复合薄膜。结果 随着柠檬酸的含量的增加,复合薄膜的亲水性能逐渐增加,阻隔性能逐渐下降;随着复合薄膜中MgAl-LDH的含量的增加,复合薄膜的疏水性能和阻隔性能逐渐提高。当复合薄膜中MgAl-LDH的质量分数为1.5%时,薄膜的力学性能最好,抗拉强度为42 MPa,断裂伸长率为16.7%,此MgAl-LDH质量分数下薄膜的气体阻隔性能也最优异,气体透过量为16mL/(m^(2)·24h·0.1MPa)。结论 柠檬酸的引入增加了薄膜内部亲水基团的数量,提升了复合薄膜的亲水性能。MgAl-LDH可以减少PVA薄膜内部自由体积,提升PVA薄膜的力学性能和阻隔性能。

层状双氢氧化物在去除水体重金属污染中的应用

水体重金属污染是一个世界瞩目的环境问题。层状双氢氧化物(Layered Double Hydroxides, LDHs)材料是一种有潜力的重金属吸附材料,近年来获得了许多关注和研究。该文通过总结LDHs吸附重金属的机理,综述了近年来LDHs及其改性复合材料,如LDHs/聚合物、LDHs/生物炭、螯合剂插层LDHs、硫化物插层LDHs和磁性LDHs材料等,在水体重金属污染处理中的应用,为LDHs材料在处理水体重金属污染中的应用研究提供参考。

(羟基喜树碱@胆酸钠)-层状双金属氢氧化物纳米杂化物的组装及表征

采用'药物修饰-共组装'法制备了(羟基喜树碱@胆酸钠)-层状双金属氢氧化物纳米杂化物.先用胆酸钠(SCL)包裹羟基喜树碱(HCPT)形成胶束,再与微反应器制备的层状双氢氧化物(LDH)纳米片共组装形成纳米杂化物,其载药量可达12.9%,杂化物中HCPT以高生物活性的内酯形式存在.采用聚乙二醇(PEG)和羧甲基纤维素(CMC)分别对所制备的(HCPT@SCL)-LDH纳米杂化物进行了表面修饰,结果表明,纳米杂化物的分散性得到明显改善;PEG的修饰效果优于CMC,所获得的PEG-(HCPT@SCL)-LDH杂化物的平均粒径可小至约70 nm,具有良好的分散性和药物缓释效果.其药物释放过程可用准二级动力学方程描述,颗粒内部扩散是药物释放过程的控制步骤.

层状复合金属氢氧化物-聚丙烯酸钠水分散体系的双絮凝现象及机理探讨

研究了聚丙烯酸钠(PAAS)对镁铝型层状复合金属氢氧化物(MgAl-LDH)的胶体水分散体系稳定性的影响.利用总有机碳(TOC)分析技术测定了PAAS在LDH颗粒上的吸附量,并利用ζ电位表征了LDH颗粒的电性质.实验结果表明,在质量分数为1%的LDH水分散体系中加入0.006～2.400mmol/LPAAS,随着PAAS浓度的增加,LDH-PAAS混合体系出现了絮凝-分散-再絮凝变化.同时,随着PAAS浓度的增加,PAAS在LDH颗粒上的吸附导致颗粒ζ电位由正减至0,并进一步负向增加,颗粒间静电斥力先减小后增加,因此体系先絮凝再分散.随着LDH颗粒负电性的进一步增强,未吸附的PAAS引发颗粒间产生的空缺引力成为体系再次絮凝的主要原因.对吸附PAAS的LDH颗粒的红外光谱分析表明,PAAS主要通过—COO-与LDH的相互作用而吸附在颗粒上.

层状双金属氢氧化物/碳纳米管复合物的制备及在有机溶剂中的分散

通过硝酸处理在碳纳米管(CNTs)表面生成了羧基(—COOH)基团,随后采用尿素法在其水悬浮液中原位合成了层状双金属氢氧化物(LDH),获得了层状双金属氢氧化物/碳纳米管复合物(LDH/CNTs),考察了CNTs用量对LDH形貌与结构的影响.结果表明,CNTs的用量对LDH的产率及结构无显著影响;但当CNTs用量较低(<0.2 g/L)或过高(>4.0 g/L)时,会导致LDH的粒径分布变宽.对LDH/CNTs进行氯化及有机化处理,获得了十二烷基苯磺酸根离子(DBS)插层的DBS-LDH/CNTs.对DBS-LDH/CNTs在不同有机溶剂中分散及剥离程度的研究发现,DBS-LDH/CNTs在丁醇、乙醇及二甲苯中均可良好分散且其悬浮液较稳定,LDH在不同溶剂中的剥离程度为丁醇>乙醇>二甲苯>四氢呋喃.

层状双金属氢氧化物/石墨烯复合材料及其在电化学能量存储与转换中的应用

高效的电化学能量存储与转换功能材料及其器件近年来受到了人们的广泛关注。层状双金属氢氧化物/石墨烯(LDH/G)复合物就是一类重要的能源材料。它们兼具LDH和石墨烯的优异的物理、化学性能,同时克服了LDH导电性差和石墨烯片易于团聚的问题;在超级电容器和电化学催化分解水等方面具有广泛应用。本文综述了LDH与化学修饰石墨烯(氧化石墨烯,还原氧化石墨烯及其衍生物)的有效复合的方法及其在电化学能量存储与转换领域中的应用,特别是关于基于该类材料的超级电容器及电化学析氧反应催化的研究;对LDH/G复合材料研究领域中的挑战和未来发展方向做了展望。

氧化铁/层状双金属氢氧化物复合材料的制备

制备由不同结构单元组成的复合材料是提高材料性能的一种有效方法。分别采用两种方式(双滴共沉淀法和LDHs层板附着生长法)制备Fe_3O_4/层状双金属氢氧化物(LDHs)复合材料。利用X-射线衍射、电子显微分析和红外光谱等测试方法研究了LDHs和Fe_3O_4的复合方式对复合材料形貌、粒径和结晶性能的影响。同时对比分析了两种制备方案得到的Fe_3O_4/LDHs复合材料生长规律。实验结果表明,采用双滴共沉淀法制备的Fe_3O_4/LDHs复合材料具有层状结构和良好的结晶性。

聚苯乙烯/层状双金属氢氧化物纳米复合材料的制备与表征

由离子交换法制备4,4′-偶氮二(4-氰基戊酸)根(ACP)单独插层和ACP/对苯乙烯磺酸根(VBS)复合插层的层状双金属氢氧化物(LDH),再通过原位悬浮聚合制得聚苯乙烯(PS)/LDH纳米复合材料,对插层改性LDH和复合材料进行了结构和性能表征.X-射线衍射和元素分析表明ACP可以单独或与VBS一起插入到LDH层间.透射电镜和X-射线衍射分析表明采用ACP/VBS复合插层LDH与苯乙烯原位聚合得到的复合材料中LDH剥离程度高,熔融加工后LDH基本以纳米层板形式分散在PS基体中.LDH的引入可明显提高PS的热稳定性,而熔体流动性下降.

固相剪切碾磨制备聚丙烯/层状双金属氢氧化物纳米复合材料的力学性能及热稳定性

采用湿法固相剪切碾磨法(S3M)制备了部分剥离型聚丙烯(PP)/层状双金属氢氧化物(LDHs)纳米复合材料,研究了PP/LDHs纳米复合材料的力学性能和热稳定性。结果表明,相对于聚丙烯,固相剪切碾磨制备的PP/LDHs纳米复合材料可在拉伸强度保持不变的情况下,明显提高其断裂伸长率和冲击强度。如当LDHs质量分数为3%时,相应纳米复合材料的断裂伸长率和冲击强度分别提高了28.6%和29.8%,明显优于传统熔融共混制备的复合材料。此外,纳米LDHs的加入可显著改善材料的热稳定性。

双氯芬酸钠层状双金属氢氧化物纳米复合物的制备及性质研究

目的:制备双氯芬酸钠-层状双金属氢氧化物(DS-LDH)纳米复合物并考察其性质。方法:采用共沉淀法将双氯芬酸钠插入层状双金属氢氧化物(LDH)层间。通过激光粒度仪、XRD、IR、TEM等手段对纳米复合物进行表征。采用桨法考察了复合物在不同介质中的释药特征。通过二甲苯致小鼠耳肿胀实验比较了DS和DS-LDH的抗炎活性。结果:DS阴离子可取代层间的酸根离子形成DS-LDH纳米复合物,具有一定缓释特性。Zn-Al-NO3-LDH具有近中性pH,更适合作为眼用制剂的药物载体。DS与LDH形成纳米复合物后,不影响其抗炎活性。结论:层状双金属氢氧化物可以用作为阴离子药物的缓释载体,成功制备的新型的双氯芬酸钠-无机纳米复合物具有潜在的临床应用价值。

层状双金属氢氧化物复合改性聚偏氟乙烯凝胶电解质研究

采用共沉淀法制备了十二烷基硫酸根插层的层状双金属氢氧化物(DS-LDH),并与聚偏氟乙烯(PVDF)基质子交换和锂离子传导凝胶电解质复合。研究了DS-LDH在PVDF凝胶电解质中的分散及其对电导率的影响。发现DS-LDH基本以剥离、纳米尺度分散在PVDF电解质中。质子交换和锂离子传导电解质膜的电导率均随DS-LDH含量的增加先增加,当DS-LDH质量分率分别为7.4%和5.66%(基于PVDF质量)时,电导率达到最大值。未改性和复合PVDF基锂离子电解质的电导率均随温度的增加而增加,并都符合Vogel-Tamman-Fulcher方程。

层状复合金属氢氧化物:结构、性质及其应用

本文评述层状复合金属氢氧化物(layered double hydroxides,LDH s)的化学及其应用。层状复合金属氢氧化物具有结合紧密的氢氧化物层和处于层间的阴离子,其比较突出的化学性质是可逆的阴离子交换和热分解性质。不过,因为受到氢氧化物层的局限,处于层间的阴离子表现出的特殊化学性质近年来也越来越受到重视。利用上述三个方面的性质,人们发掘了层状复合金属氢氧化物在材料(包括有机无机复合材料)制备、离子交换与有害阴离子脱除、异构体化学分离、化学反应控制、阻燃材料、活性分子储存与缓释、局部化学反应合成、催化剂及催化剂载体等方面的应用。