镁铝水滑石层板与层间阴离子相互作用的理论研究(英文)

本文采用以ASEDMO含原子对排斥的EHMO法为基础的结构自动优化的EHTOPT程序对镁铝水滑石LDHs层板与层间阴离子相互作用进行了理论研究。以Mg6Al2OH16X·H2O为分子结构单元计算并分析了与不同层间阴离子形成稳定结构的能量变化、成键状况及电荷转移情况揭示了层间作用力的本质。结果表明LDHs层板与层间阴离子间存在静电吸引、氢键等非共价键弱相互作用且氢键作用为主其强弱与阴离子电荷分布、空间排布方式密切相关层间阴离子电荷分布同时还影响着层板酸碱性的变化。

层间阴离子对四元水滑石超分子作用力的影响(英文)

构建一价阴离子(X=F-,Cl-,Br-,I-,NO-3,OH-)插层铜锌镁铝四元水滑石(CuZnMgAl-X)周期性计算模型,采用密度泛函理论(DFT),选取CASTEP程序模块,对体系进行几何全优化,从结合能、结构参数、Mulliken布居、氢键布居、态密度等角度研究了不同层间阴离子的分布形态以及其对主客体间超分子作用的影响.结果表明,随着CuZnMgAl-X体系层间阴离子电负性的减弱,电子逐渐从层间阴离子向层板发生转移,主客体间静电作用力逐渐减小,氢键强度逐渐降低,禁带宽度逐渐变窄,体系电子更易向高能级发生跃迁,稳定性逐渐下降.此外,Cu的掺杂使得CuZnMgAl-X体系的价带顶向高能量处发生偏移,禁带宽度较传统水滑石体系更窄,稳定性更低,进一步解释了含铜水滑石较难合成的原因.

镁铝水滑石层间阴离子对其阻燃性能的影响

采用共沉淀法合成了层间阴离子分别为Cl-、NO3-、CO23-和Cl-/NO3-混合离子的镁铝水滑石试样,采用XRD、TG-DTA分析试样的相组成和热性能,并讨论了不同层间阴离子镁铝水滑石对纸张阻燃性能的影响。结果表明,不同层间阴离子的镁铝水滑石粒径均在200～250 nm之间,且具有较高的正电荷密度,结晶度较高,晶相较均一。层间阴离子为Cl-/NO3-的镁铝水滑石的热稳定性最好,热分解残余量最高,为58.74%,其阻燃性能也最好,当其加入量为20%时,阻燃纸的氧指数为26.2%,达到难燃级。

LDHs的层间阴离子插层技术研究进展及其在材料阻燃中的应用前景

层状双金属氢氧化物(LDHs)是一类近年来发展迅速的阴离子型黏土,由于具有酸碱性、热稳定性、主体层板可调变性和层间客体阴离子可交换性等独特的特点,得到环保、医药、离子交换、材料阻燃等领域有关学者的高度关注,其中利用LDHs的插层技术研发或制备新型结构和功能材料的研究呈快速增长的态势,并已成为LDH研究的热点。从NO_(3)^(-)、SiO_(3)^(2-)、BO(3)^(3-)、H_(2)PO_(4)^(-)等无机阴离子插层技术,以及脂肪族羧酸根阴离子、芳香族羧酸根阴离子、有机磷酸酯阴离子、十二烷基磺酸根阴离子等有机阴离子插层技术两方面,系统阐述了LDHs的层间阴离子插层技术的国内外研究现状,并展望了LDHs的层间阴离子插层技术在塑料阻燃和生物质材料阻燃领域的应用前景。

层间阴离子对镁铝水滑石吸附甲基橙性能的影响

采用恒pH共沉淀法制备了层间为四种不同无机阴离子的水滑石MgAl-水滑石类层状化合物(LDH)-X(X=CO_(3)^(2-),NO^(-)_(3),Cl-和SO_(4)^(2-)),并通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、比表面分析(BET)、X射线光电子能谱(XPS)和Zeta电位对样品的结构及性能进行表征。结果表明,合成的水滑石结晶度较高,层间阴离子对镁铝水滑石的比表面、孔容孔径、表面酸碱性和荷电性能都有较大的影响,因而影响其对甲基橙(MO)的吸附性能;MgAl-LDH-Cl对MO的吸附量最大(660.75 mg/g),MgAl-LDH-CO_(3)对MO的吸附量最小(233.55 mg/g)。MgAl-LDH-X对MO的吸附过程可以用拟二级动力学模型来描述,Langmuir模型可以较好地拟合吸附等温式。水滑石对MO的吸附既有表面、孔吸附,也有静电吸附。

层状复合金属氢氧化物的结构及性质研究

评述层状复合金属氢氧化物的化学结构和性质,并在两者间建立联系。层状复合金属氢氧化物将氢氧化物层和阴离子相互结合,是利用共价键方式注重体现出主体层板,保证层间具有较弱的相互作用力,并利用科学的排序方式来构成层状复合结构,在化学研究上属于超分子化学的范畴。基于其中氢氧化物层以及层间阴离子的特殊结构和稳定性差异,其具有较突出的化学性质,包括可逆的阴离子交换和热分解性质以及在化学催化中的重要作用。介绍了层状金属氢氧化物的物质结构、阴离子交换性质、热分解性质及催化应用几个方面。

层状双金属氢氧化物耐蚀材料的研究进展

层状双金属氢氧化物(LDHs)因其结构和组成的可调性、阴离子交换性等优异的物化性能,被作为腐蚀抑制剂的载体广泛应用于金属材料的防腐蚀领域。归纳总结了目前LDHs最普遍的制备方法,包括共沉淀法、水热合成法、原位生长法、旋转涂膜法以及焙烧还原法等及其优缺点。同时从LDHs材料的耐蚀机制出发,阐述了LDHs薄膜与LDHs作为填料对金属基底保护的层间阴离子交换机制,以及掺杂稀土离子、羧酸盐抑制剂、石墨烯及其衍生物、环氧富锌涂层等与LDHs的复合协同增强耐蚀机制。通过表面预处理以及化学改性制备疏水性表面可以增强耐蚀性能,分析了LDHs材料在制备与工作过程中存在的问题:LDHs制备技术不够完善,LDHs薄膜与金属基底的结合力弱,LDHs薄膜的机械性能较差,LDHs与有机聚合物难以均匀混溶等。最后展望了LDHs材料在耐蚀领域的发展方向。

水滑石的制备及其阻燃性能研究进展

由于聚合物受热易燃烧,常存在火灾风险,通常需要引入阻燃剂来提升其阻燃性能。水滑石(LDHs)因其无卤、无毒且抑烟性能优异,在阻燃领域受到了越来越多的关注。基于此,对LDHs的结构、制备方法及其阻燃机理进行了介绍,特别是对提高LDHs阻燃性能的途径即从层板阳离子掺杂、层间阴离子插层和表面改性进行了重点综述,并对不同结构LDHs的阻燃机理及阻燃性能进行了总结,最后展望了LDHs作为阻燃剂今后的发展趋势。