层状双金属氢氧化物在绿色材料领域中的应用

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层状双金属氢氧化物制备与应用的研究进展

层状双金属氢氧化物制备与应用的研究进展作者：王永辉殷文俊来源：《赤峰学院学报·自然科学版》 2014年第23期王永辉1,2，殷文俊1（1．滁州城市职业学院，安徽凤阳 233100；2.浙江师范大学，浙江金华 321004）摘要：LDHs是一类具有双金属氢氧化物层结构的新型无机功能材料，由于其具有酸碱性、层间阴离子可交换性等特性，在很多领域中得到广泛的应用.本文介绍了LDHs的成分与结构，综述了阴离子型层柱双金属的制备方法及其在催化材料、阻燃材料、防紫外线材料、医药材料等方面的研究进展.关键词：层状双金属氢氧化物；类水滑石；制备；应用中图分类号：O611.64 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2014）12-0008-03层状双金属氢氧化物（简称LDHs）主要是指层状镁铝双金属氢氧化物，俗称水滑石.最早于1842年由瑞典的Crica发现[1]，其骨架是阳离子，层间是阴离子，佛罗伦萨大学的E.Manasse提出水滑石及其它同类型矿物质的化学式，1942年，Feitknecht等通过金属盐溶液与碱金属氢氧化物反应合成了LDHs，提出了双层结构的设想[2].直到1969年，Allmann等通过单晶X射线衍射试验测试并确定了LDHs层状结构.随着人们对此类化合物研究的深入，科学家发现LDHs具有特殊的层状结构、层间距的可调性，层板内阴离子数量与种类的多样性及与其他材料的生物相容性等特性，广泛地应用于催化、药物缓释和运输、离子交换、选择性吸附等领域[3]，同时近年来交叉学科领域的相互渗透，其在磁光材料、功能高分子材料、光电材料等方面又有了新的研究与进展.1 LDHs的成分与结构特点1.1 LDHs的分子结构LDHs是一类具有主体氢氧化物层板、客体阴离子柱撑的无机功能材料，其结构与水镁石Mg(OH)2结构类似，由[MgO6]八面体组成菱形单元层，层板上的正电荷与层间阴离子CO32-平衡，使这一结构呈电中性，同时CO32-可以被其它离子如SO42-、Cl-、NO3-取代，取代后的化合物仍为稳定结构.其结构通式为[M2+1-xM3+x(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O,其中M2+和M3+分别代表二价（主要指Mg2+、Zn2+等）和三价（主要指Al3+、Fe3+等）的金属离子；x是摩尔比n(M3+)/(n(M2+)+n(M3+))；An-是层间阴离子；m为层间结构水分子数目[4].1.2 LDHs中的层间阴离子因为层状双金属氢氧化物的阴离子交换能力与其层间的阴离子种类有关，高价阴离子通过交换进入LDHs层间，低价阴离子被交换出来.可插入层间的阴离子有[5]：(1)无机阴离子，如F-、C1-、H2PO4-、CIO4-、SO32-、CO32-、WO42-、PO43-；(2)络合阴离子，如Fe(CN)53-、Ni[(C6H4O7)]2-、PdCl42-等；(3)有机阴离子，如对苯二甲酸根、柠檬酸根、十二烷基硫酸根、乙酸根、水杨酸根等；(4)同多或杂多阴离子，如(PW11CuO39)6-、(Mo7O24)6-等.1.3 LDHs中的层间距关于层状双金属氢氧化物材料的层间距问题有观点认为层间距由阴离子体积大小决定，还有一种看法认为层间距的大小主要是由阴离子与主体层板之间存在的超分子作用的强弱决定的，也有人认为层间阴离子所带电荷数是决定层间距的主要因素.2 阴离子柱撑的层状双金属氢氧化物的合成方法关于LDHs的制备，国内外研究者做了大量的工作，主要有两大研究方向，一是利用八面体层板上阳离子的同晶取代性进行；二是利用层间阴离子的可交换性进行.在已经用多种方法制备出层状双金属氢氧化物后，最常见于报道的有：共沉淀法[6]、焙烧复原法[7]、水热法[8]和离子交换法[9]等.2.1 共沉淀法共沉淀法可一步合成简单阴离子型LDHs，即在一定温度下用构成LDHs层的金属离子混合溶液在碱的作用下发生共沉淀，得到产物[10].其优点在于：其一是通过化学反应直接得到化学成分均一的纳米粉体材料，其二是容易制备粒度小、分布均匀的材料.但沉淀剂的加入可能会使局部浓度过高，产生团聚或组成不够均匀.Misra等[11]采用共沉淀法将活性氧化镁加入到含有CO32-、OH-且PH值大于13的溶液中，95℃反应1.5h后过滤，105℃下干燥，得到白色高纯的LDHs，但共沉淀法制备的沉淀粒子由于是渐次产生，物质的合成耗时长且粒子大小不均.2.2 焙烧复原法焙烧复原法一般制得特殊阴离子型LDHs，是指在一定条件下热处理HTLcs后，其焙烧产物即层状双金属氧化物（LDO）加入到含有某种阴离子的溶液中，重新吸收各种阴离子或简单置于空气中，使其能恢复原来的层状结构，得到新的HTLcs[12].叶瑛等[13]合成ZnAI-CO3-LDHs前驱体，550℃高温下焙烧5h，再将其分别加入到山梨酸和十二烷磺酸钠的水溶液中搅拌反应制得目标产物.该法优点是排除金属盐无机阴离子的影响，但缺点是容易生成非晶相物质，且制备过程较为繁琐.利用该法制备的HTLcs易受干燥条件、焙烧温度、焙烧时间、pH值等因素影响.2.3 水热法水热法一般是指在密闭的高压釜中，将原料溶解成为溶液,对反应体系加热、加压，使溶液在相对高温高压下充分反应，继而重结晶，制得无机目标产物.其优点是晶粒发育完整，粒度可控、分布均匀，原料便宜.为了最大限度保证LDHs的生长环境，Sramires等[14]采用水热合成法将镁铝浆液化合物在不含碱金属的悬浊液中，在50-100℃加搅拌常压下通过两步法即制得高纯LDHs，我国学者谢晖等[15]在水热合成水滑石方面也取得了一定的进展.Ulibarri等[16]比较了共沉淀法和水热法合成MG-Al-CO32-的差异，指出了水热法合成的材料结晶度较高，同时随水热温度的提高，合成的材料颗粒增加.2.4 离子交换法离子交换法是在需要引入的阴离子的溶液中，将其与前驱体层间的阴离子进行反应，通过离子交换获得LDHs[17].同时，结构中的阴离子的数量和种类可以发生变化，从而进行重新编排设计.近年来，科学工作者制备出较大、较长的双金属氢氧化物时往往采用离子交换法.Fudala 等[18]将氨基酸分子嵌入到Zn-Al-LDHs片层间，该复合材料能保持氨基酸分子的结构稳定性.对于离子交换法，一般具有难交换的层间阴离子如CO32-不宜作为LDHs的前驱体，而具有Cl-、NO3-等阴离子是较理想的前驱体材料.如Bontchev等[19]将层间阴离子为Cl-的LDHs的溶液混和，在室温交换，合成层间含有多种阴离子的LDHs，但通常采用离子交换法合成的LDHs存在纯度不高的缺点.3 LDHs的应用3.1 催化剂LDHs可以应用在催化方面反应中.因为其结构特性比较独特，LDHs具有酸碱性，而且可通过改变层间的阴、阳离子调节PH，因此可作为酸碱催化剂使用；同时焙烧后的LDHs具有较大的比表面积，水热稳定性高，活性好，可将其作为一载体材料.研究发现，LDHs可以很好的固定化卟啉等阴离子[20]，形成的催化剂有较好的选择性和活性，使用寿命也得到了提高，可重复利用.3.2 环境、安全材料3.2.1 阻燃材料LDHs的结构中含有一定量的结构水，因受热分解放出CO2与氧气隔绝，能抑制火焰的传播，可以自熄.同时能防止燃烧热量的扩散，降低温度，能使阻燃材料获得较强的阻燃性能.由于LDHs具有特殊的分子层状结构，受热分解可在物质内形成纳米固体碱，提高比表面积、分散性，对水蒸气、可燃性气体、酸性气体及易挥发物有吸附作用，强化其抑烟性能[21].Zou等人[22]研究发现，在层间阴离子所带负电荷越高、结构水含量越少条件下，可抑制生烟量且阻燃性能最好，对环境友好.3.2.2 防紫外线材料此类材料是一类对紫外线选择性的吸收，或者对紫外线有反射作用的物质，将有机吸收剂通过反应加入结构层中，合成的LDHs起到屏蔽紫外线，抑制光老化作用.邢颖[23]的研究发现，锌铝水滑石可减少紫外线的通过率，利用离子交换法得到了水杨酸根插层ZnA1-LDHs，其对紫外线辐射的屏蔽能力加强.同时加入能吸收紫外光物质的LDHs热稳定性好，不分解，有较高的防紫外线能力，屏蔽范围扩大.脱振军等[24]研究将吸收剂加入到LDHs层间，所制得的材料是一种理想的紫外线屏蔽材料.3.3 医药与健康材料因LDHs可与药物发生相互作用，同时其生物相容性、降解性较好，层间距可调，因此可作为药物的传输载体.LDHs纳米杂化物与药物存在范德华力、氢键作用、静电效应等作用、内部发生离子交换，可提高其安全性、溶解度、稳定性，作为药物缓释剂可达到非常好的缓释效果，有利于细胞吸收，增强其靶向性[25].将磷酸盐药物插层到LDHs中，通过中和反应调节胃液的pH值，可作为抗酸药治疗胃炎等疾病，同时降低药物的毒副作用[26].3.4 其他材料随着科技的进步，LDHs在其他方面又有了一些应用[27-30]，通过改变层间阴、阳离子的种类和数量，得到一系列多功能材料，如光电材料、磁光材料、荧光材料等.4 结语综上所述，阴离子型层柱材料应用由催化扩展到医学、环保[31]等领域，有关LDHs的研究发展迅速，随着人们对此类化合物研究的深入，将会有更多的有关物质被开发利用.LDHs在研究过程中展现出广阔的研究前景，在以后必将会成为一类应用价值高的无机非金属新型材料.参考文献：〔1〕Andrew L.Investigation of the surface structure and basicproperties ofHydrotal- cites[J]．Joumol of Catal，1992，138：547-560.〔2〕Evans D．G．，Duan X．Preparation of layered double hydroxides and their applica- tions as additives in polymers, as precursors to magnetic materials and in biology and medicine[J].Chem．Commun，2006，5：485-496.〔3〕杜以波,孙鹏,段雪.阴离子型层柱材料研究进展化学通报[J].2005（5）：20-24.〔4〕Kopka H．．Beneke K．，Lagaly G. 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二维层状双金属氢氧化物

二维层状双金属氢氧化物二维层状双金属氢氧化物是一种由两种金属离子组成，具有层状结构的氢氧化物材料。

这种材料在能量存储、催化剂、储氢材料等领域具有潜在的应用价值。

在本文中，我们将就其结构、性质和应用进行详细的介绍。

首先，让我们来了解一下二维层状双金属氢氧化物的结构。

它是一种由两种金属离子组成的矩阵，这两种金属离子被氧和氢离子所包围。

这些层状结构可以垂直堆叠形成固体材料。

双金属氢氧化物的层状结构使得它具有较大的比表面积和孔隙度，从而有利于实现高效的催化反应和气体吸附。

其次，二维层状双金属氢氧化物具有一系列优异的性质。

首先，它们具有较大的比表面积，这使得它们能够提供更多的活性位点，从而实现高效的催化反应。

其次，双金属氢氧化物具有可调控的氧离子导电性能，这使得它们在能量存储和储氢材料方面具有潜在的应用前景。

此外，二维层状双金属氢氧化物还具有良好的电化学性能，这使得它们在电池和超级电容器等能源领域具有重要的应用价值。

最后，让我们来了解一下二维层状双金属氢氧化物的应用。

首先，它们可以作为催化剂用于催化各种化学反应，如氧还原反应、电解水制氢等。

二维层状双金属氢氧化物的较大比表面积可以提供更多的活性位点，提高反应效率。

其次，双金属氢氧化物具有可调控的氧离子导电性能，可以用于制备固体氧化物燃料电池等能源转换器件。

此外，二维层状双金属氢氧化物还可以作为储氢材料，在氢能领域具有广阔的应用前景。

总结起来，二维层状双金属氢氧化物是一种具有层状结构的氢氧化物材料。

它们具有较大的比表面积、孔隙度以及可调控的氧离子导电性能，使其在能量存储、催化剂、储氢材料等领域具有重要的应用价值。

我们相信，随着材料科学的发展，二维层状双金属氢氧化物将会取得更多的突破，为能源和环境领域的可持续发展做出更大的贡献。

层状金属氢氧化物

层状金属氢氧化物层状金属氢氧化物的结构和性质层状金属氢氧化物（Layered Metal Hydroxides，LMHs）是一类特殊的无机材料，具有独特的结构和性质。

本文将介绍层状金属氢氧化物的结构特点、性质及其在各个领域的应用。

一、结构特点层状金属氢氧化物具有一种层状结构，其晶格由阳离子层和氢氧根阴离子层交替排列而成。

阳离子层通常由金属离子组成，比如镁离子（Mg2+）、镁铝双金属离子（MgAl2+）等。

氢氧根阴离子层由氢氧化物根离子（OH-）组成。

在层状结构中，阳离子层和氢氧根阴离子层之间通过离子键相连。

层状金属氢氧化物的层状结构使得其表面具有丰富的活性位点和可调控的孔道结构，为其在催化、吸附、离子交换等方面的应用提供了机会。

二、性质由于其特殊的结构，层状金属氢氧化物具有许多独特的性质。

1. 阳离子可调控性：层状金属氢氧化物通过选择不同的金属离子可以调控其性能。

例如，替换层状金属氢氧化物中的金属离子可以改变其形貌、孔道结构和表面酸碱性质，从而影响其催化和吸附性能。

2. 可控制备：层状金属氢氧化物可以通过水热合成、共沉淀法、离子交换法等多种方法进行制备。

通过调控反应条件和添加剂可以控制其形貌、粒径和结构特征。

3. 交换性质：层状金属氢氧化物具有良好的离子交换性质，可以与阳离子（如Na+、K+）发生离子交换反应，形成离子交换材料。

这一特性使层状金属氢氧化物在离子交换、吸附分离等工艺中有着广泛的应用。

三、应用领域层状金属氢氧化物由于其独特的结构和性质，在许多领域中得到了广泛的应用。

1. 催化剂：层状金属氢氧化物作为催化剂具有活性位点多、孔道结构可调控、表面酸碱性能可调节等特点，被广泛应用于催化反应，如酸碱催化、氧还原反应、有机合成等。

2. 吸附材料：层状金属氢氧化物的层状结构和丰富的活性位点使得其具有较高的吸附能力，可用作气体吸附剂、储氢材料、废水处理吸附剂等。

3. 离子交换剂：层状金属氢氧化物的离子交换性质使其具有优异的离子交换能力，广泛应用于水处理、电解液净化、催化剂载体等方面。

层状双氢氧化物的制备性质及应用

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层状双氢氧化物的制备性质及应用
赵仁波苏荣军梁爽代安福（哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心，黑龙江哈尔滨１５００７６）摘要：层状双金属氢氧化物，别名为类水滑石，属于离子型层状粘土化合物。其性能优越，在很多方面都具有良好的应用前景，近年来受到了学者们的广泛关注。文章叙述了ＬＤＨｓ的制备方法、性质及应用。关键词：层状双氢氧化物；制备方法；应用的层板中’ 可以制各具有— 性的催ｌ。Ｍｏｈａｐａｔｒ等＾采用恒１概述层状双氢氧化！Ｉ．ａｙｅｌｅｄｄｏｕｂｌｅｈｙｄｍｉｄｅＤＨｓ）叉称阴离子粘土或定ｐＨ法成功合成了ｚｎｃ卜ＬＤＨｓ，合成的材料在可见光条件下对咕吨染类水滑石。相互平行的层扳构成了其主体．层板带正电荷层问的阴离子具料和取代酚有良好的去除效果同时探讨了光催化反应的机理。作为催化有可交换性目起到维持电荷平衡的作用层状双氢氧化物于自然界大量剂载体。杂多酸化合物作为酸型催Ｊ的性能很好。有学者制备了 —种杂存在萁合成方法简单多样目成本低廉、催化剂本身的比表面积大、对环境多酸阴离子柱撑ＺｎＡ１一ＬＤＨｓ的固体酸催化剂拼研究了它们催化乙酸与友好近年来受到各界学者的广泛关注。ＬＤＨｓ因为ＬＤＨｓ及其煅烷严睹责性中心。ＬＤＨｓ２￣面积和阴离子重换容量且合成的成本低、对环境友好周Ｉ比＿恩有巨大的开作为固体确煅烧产物作为碱催化剂主要是用来实现烯陉氧ｆ｛二物聚合、烷氧基化和醇发前景。２层状双氢氧化物的制备方法醛缩合等反应的。Ｒｅｉｃｈｌｅ等＾认为其具有其他催化剂不具备的高选择性水滑石在自然界中通常由镁、铝的羟基层与层间碳酸根组成同时还和高稳定ｌ生的优。正是基于这—特点使得ＬＤＨｓ及其煅烧产物可以在含有— 以分离的杂烦因此想要获得纯争的ＬＤＨｓ人工合成是首玲雪坂应中取代传统的碱陛催仪剂。选方法。３３医药方面的应用。ＬＤＨｓ可作为—些常见疾病的特效药，除此之外２１共沉淀法。该方法是将一定比例的金属离子盐溶液与碱液在一还可负载药物分子加对氨基苯磺酸、阿莫西林等。水滑石型药物自增长药定温度条件下搅拌产生沉淀抗淀物与母液在一定条件下老化一段时间物分子的释放时间，延长药效，降低血液中药物浓度，减轻对＾体的副作用。后磺物洗涤、干燥荔得实验所需ＬＤＨｓ。在制备过程中，ＬＤＨｓ晶体离Ｋｈａｎ等＾经过研究发现在保持实验条件不变的前提下时插层后的药物子的形成时间各不相同形成的离子大小不均匀饵其操作简便撤广泛的缓释性与未括ｉ层的药物相比有了大幅度的提升＇为药物缓释领域指引了应胛。新的方向。２２尿素７Ｊ｝｝去。尿素是 — 种在水中溶度彳艮高的弱碱。体系温良大３．４电化学方面的应用。为获得电活Ｉ生材料＝丁牛电活ｆ生的阴于９０ ℃时尿素被逐渐分解产生铵根离子和碳酸根离子，与金属离子生成离子负载至ｌ冰滑石层间如将磺酸阴离子负载到锌铬水滑石层间拼在碳电沉淀。在反应过程中尿素的分解速度缓慢，因此溶液的ｐＨ值基本不发生极Ｅ沉积制成薄膜获得水滑石修饰的电极材料。水滑石层板的金属阳离变化。此方法获得的ＬＤＨｓ晶体结构好目粒径均匀。子的“ 同晶取代” 以及层间阴离子的可交换性可以制备了具有电化学活性２３水热合盛法。水热合成法是按需要配置—定比例的金属盐溶液和的水滑石材料推动着水滑石在电化学领域不断前进。碱溶液，再将二者混合然后将上述得到的反应液转移至高压反应釜的不４结论锈钢内衬中，在适宜的温度下反应一段时间，在高温、高压的条件下合成层状双氢氧化物的制备方法简单多样，可制备出形貌不同的类水滑石ＬＤＨｓ样品日。与共沉淀法相比场粒制得的ＬＤＨｓ晶型结构更加完整，分样品。且随着研究的不断深入其制备方法也不局限于Ｅ述方法的某—张散ｌ好、粒子尺寸小。可以根据需要将其中的力诖逆行组合来获得不同性能的类水ｌ捐石。层状２，４离子交换法。将含有较，Ｊ懒阴离子的ＬＤＨｓ前驱体溶液与目标双氢氧化物因其独特的陛质各方面都具有广泛地应用。但也芷阴离子溶液在剧烈搅拌的条件下混合铂争一段时间即可交换ＬＤＨｓ的着—些问题Ｅ匕虫 Ⅱ 女昨耐陇貌的样品，如何对其进行回收再利用等。层间阴离子使用该力法要考虑阴离子的交换能力的强弱、阴离子粒径的随着对层状双氢氧化物研究的深入这些问题也会随之解决，能够使其带大小、反应液ｐＨ的高低等影响因素。通常即将进＾层间的阴离子的电荷来更－大的经济效益。越大、半径越小其交换能力越强。 —般交换介质的ｐＨ越小越有利于离子参考文献交换自过｝ｊ亍＇ｆ旦通常ｐＨ呵，Ｊ、于４。［１】袁素瑁，张青红，李耀刚，等．氧化铺镁铝复合氧化物的制备及光催２５煅烧复原法。ＬＤＨｓ具有记忆效廊’ 即将Ｌ２００９，ｌ１：１９７７－１９８１．分散到含有某种阴离子的溶液中朋离子就会插层进入层板间隙从而又［２１张凤采层状双氢氧化物基吸附剂制备及ｔ｝生能研宄山东大学博士论０１５：１４－－１５．会耍新形成特殊的层状结构的ＬＤＨ￣ｏ在此力怯中煅烧温度决定着插层丈２结构能否复原。当温度超＿过５５０￣Ｃ，ＬＤＨｓ的层状结构基本无法复原。该方［３］薛源明，樊丽辉，刘东斌李士风申延明．锌铬水滑石可见光降解甲法主要用于制备负载不同层板间阴离子及制备层间羟基强碱陆催化剂。基橙的性能研究．沈ＦＢ４￣－Ｔ－大学学报２０１５，０３：２３３－２３７．２．６铹波辅叻合成法。嫩提提＿种非离子化的辐射能的电磁波０波［４］袁如张新，侯万国．Ｎｉｆｒｉ类水滑石的合成与光催化应．高校化学工程长范围从１ｍｍ～１ｎｌ ’ 频率范围从３００～３０００００ＭＨ￣能量在红外与无线学报２０１３，２７３３４－３３８．电波之间旨量小至可以影响微观离子的迁移和偶极子转动，大至不能圈敖燕辉，王丹丹，王沛芳等．层状双金属氢氧化物的制备方法及光催化引起分子结构的改变采用微波法备ＬＤＨｓ可以大大地减少反应时间应用．四川环境２Ｏ１６ｐ１１３６－－１４３．并台晶度更高的产品。圈ＢｈａｔｎａｇａｒＳｉｌｌａｎｐａａＭＡｒｅｖｉｅｗｏｆｅｍｅｒｇｉｎｇａｄｓｏｒｂｅｎｔｓｆｏｒｎｉ — ３层状双氢氧化物的应用ｔｒａｔｅｒｅｍｏｖａｌｆｒｏｍｗａｔｅｒ．ＣｈｅｍｉｃｌａＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＪｏｕｎａｒｌ２０１１，１６８９３＿＿５０４．３．１ＬＤＨｓ在吸附方面的应用。ＬＤＨｓ的层间阴离子具有可交换因４此可以将其作为一种阴离子交换材料来此外，还可以将各种阴离子通过同ＳｉｌｖａＣＧＢｏｕｉｚｉＦｏｍｅｓｅｔａｋＬａｙｅｒｅｄＤｏｕｂｌｅＨｙｄｒｏｘｉｄｅｓａｓｌｙＥｆｆｉｃｉｅｎｔＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓｏｒｆＶｉｓｉｂｌｅＬｉｇｈｔＯｘｙｇｅｎＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ离子交换引入ＬＤＨｓ层间而实现目标阴离子的固定。在吸附方面ＬＤＨｓＨｉ子污染物。ｆｒｏｍＷａｔｅｒ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｉｒｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ．２０ �

一种层状双金属氢氧化物及其制备方法与应用[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011184045.0(22)申请日 2020.10.29(71)申请人中国科学院福建物质结构研究所地址 350002 福建省福州市鼓楼区杨桥西路155号(72)发明人曹荣　曹敏纳　游晗晖　(74)专利代理机构北京元周律知识产权代理有限公司 11540代理人李花(51)Int.Cl.C25B 11/091(2021.01)C25B 1/04(2021.01)(54)发明名称一种层状双金属氢氧化物及其制备方法与应用(57)摘要本申请提供了一种层状双金属氢氧化物及其制备方法与应用，所述层状双金属氢氧化物为NiIr层状双金属氢氧化物。

所述层状双金属氢氧化物具有优良的海水电解催化活性、选择性和稳定性。

权利要求书1页说明书6页附图4页CN 112359378 A 2021.02.12C N 112359378A1.一种层状双金属氢氧化物，其特征在于，所述层状双金属氢氧化物为NiIr层状双金属氢氧化物。

2.根据权利要求1所述的层状双金属氢氧化物，其特征在于，所述NiIr层状双金属氢氧化物形貌为单层片层状；所述单层片层的片层厚度为0.9-1.3nm。

3.一种层状双金属氢氧化物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将含有Ni源、Ir源的混合液在碱性条件下反应，反应温度为60-85℃，得到所述层状双金属氢氧化物；所述层状双金属氢氧化物为NiIr层状双金属氢氧化物。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述Ni源为Ni的可溶性盐，所述Ir源为Ir的可溶性盐；所述混合液中包括甲酰胺；优选地，所述Ni源包括Ni的硝酸盐、氯化物中的至少一种；优选地，所述Ir源包括Ir的氯化物、六水合氯铱酸中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碱性条件为：pH＝8-11；所述反应温度为60-80℃；所述混合液中Ni源和Ir源的摩尔比为3：1-5：1；其中，Ni源以Ni源中Ni元素的摩尔数计，Ir源以Ir源中Ir元素的摩尔数计。

层状双氢氧化物在生物医学中的应用

层状双氢氧化物在生物医学中的应用英文回答：Layered double hydroxides (LDHs) are a class of inorganic materials that have gained significant attention in the field of biomedical applications. LDHs are composed of positively charged layers of metal hydroxides, with interlayer spaces that can accommodate various anions. This unique structure allows LDHs to exhibit excellent drug delivery capabilities, making them promising candidates for drug delivery systems in biomedical research.One of the key advantages of LDHs is their ability to encapsulate and protect drugs within their interlayer spaces. This protects the drugs from degradation and improves their stability, allowing for controlled release over a prolonged period of time. For example, LDHs have been used to encapsulate anticancer drugs such as doxorubicin, which is known for its low stability and high toxicity. By encapsulating doxorubicin within LDHs, itsstability is improved and its release can be controlled, reducing its toxicity and improving its efficacy in cancer treatment.Moreover, LDHs can also be functionalized withtargeting ligands to specifically deliver drugs to desired sites in the body. For instance, folic acid, a targeting ligand, can be attached to LDHs to specifically target cancer cells that overexpress folate receptors. This targeted drug delivery approach improves the efficiency of chemotherapy and reduces the side effects associated with non-specific drug distribution.In addition to drug delivery, LDHs have also shown potential in other biomedical applications. For example, LDHs can be used as imaging agents for diagnostic purposes. By incorporating imaging agents such as fluorescent dyes or magnetic nanoparticles into the LDH structure, they can be used for imaging techniques such as fluorescence imaging or magnetic resonance imaging (MRI). This allows for non-invasive visualization of specific tissues or organs, aiding in the diagnosis and monitoring of diseases.Furthermore, LDHs have been explored for their antimicrobial properties. By loading antimicrobial agents into the interlayer spaces of LDHs, they can effectively inhibit the growth of bacteria and fungi. This can be particularly useful in the development of antibacterial coatings for medical devices, reducing the risk ofinfections and improving patient outcomes.Overall, the unique structure and properties of layered double hydroxides make them versatile materials with great potential in various biomedical applications. From drug delivery to imaging and antimicrobial applications, LDHs offer a range of possibilities for improving healthcare and advancing biomedical research.中文回答：层状双氢氧化物（LDHs）是一类无机材料，在生物医学应用领域引起了广泛关注。

双金属氢氧化物的制备及其应用性能的研究进展

第5期2018年10月No.5 October，2018具有层状结构的双金属氢氧化物缩写为LDHs ，并且是具有层状晶体结构的类水滑石化合物。

LDHs 的结构通式如下：[M Ⅰ(1－x)M Ⅱx （OH ）2]x +（A n -）x/n·dH 2O ，其中M Ⅰ=Mg 2+、Fe 2+、Co 2+等（为低价态阳离子），M Ⅱ=Al 3+、Fe 3+、Ti 4+等（为高价态阳离子），A n -是层间存在的阴离子，d 代表每摩尔LDHs 结晶水的摩尔数，x 是摩尔比n (M Ⅱ)/［n (M Ⅰ)+n (M Ⅱ)］。

LDHs 的基本构造单元是由金属离子和氧组成的八面体，八面体的中心镶嵌有金属离子，6个顶角均为OH -，并且八面体通过公共边彼此连接以获得二维延伸的单位晶体层。

在LDHs 中，M Ⅱ有时会用类似的半径代替M Ⅰ，从而产生永久的正电荷，处于层间的A n -再把永久正电荷平衡[1]。

随着现代双金属氢氧化物科学技术研究的深入，已经观察到LDHs 表现出非常特殊的层状结构以及LDHs 之间的阴离子嵌入和有机物的可插入性。

这些性质被广泛地应用到催化方面、环境安全方面、医药健康等方面。

1 LDHs的制备方法关于LDHs 的制备目前有很多研究，基本分为两个方面：首先是由于存在于八面体层板上的阳离子可以进行同晶取代，根据这种性质而制备的；其次是由于存在于层间阴离子可以进行交换，根据这种性质而制备的[3]。

LDHs 的常用制备方法包括液相共沉淀法、水热合成法、阴离子交换法和微波晶化法。

1.1 共沉淀法制备LDHs通过共沉淀法制备出的LDHs 材料有很完整的晶体结构，有比较均一的粒度。

在恒pH 的条件下用双滴定的方法制备Mg-Al-LDHs ：使用 MgCl 2·5H 2O 和AlCl 3·6H 2O 作为原料，将二者配制成摩尔比为3∶1的混合盐溶液，再加入沉淀剂（特定浓度1 mol/L 的 NaOH 溶液），所以，Mg-Al-LDHs 是通过液相共沉淀的方法制备的。

钢渣制备层状双金属氢氧化物及应用基础研究

钢渣制备层状双金属氢氧化物及应用基础研究层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides,LDHs)作为一种经典的阴离子层状粘土材料,由带正电的类水镁石结构层板与带负电的可交换的层间阴离子构成,具有较大的比表面积和较强的阴离子交换能力,且热稳定性良好,在催化、光化学、生物医药和环境等领域具有广泛应用价值。

近年来,LDHs作为吸附材料在有机和无机环境污染物的移除方面更展现出良好的应用潜力。

本文以大宗工业固废钢渣为原料,针对其组成特点,提出了钢渣多组分选择性浸出-可控合成多元LDHs-尾渣制备系列吸声材料工艺路线,重点开展了钢渣选择性浸出、LDHS产品的可控制备、尾渣制备多孔吸声材料等过程研究,并进一步开展了 LDHs及其焙烧产物作为吸附剂对印染废水和重金属废水中污染物的去除研究。

主要研究内容和结论如下:(1)开展了搅拌转速、酸渣比、初始乙酸浓度、反应温度和反应时间等条件对钢渣中Ca、Mg等二价金属组份和Fe、Al等三价金属组份选择性浸出的影响规律研究,获得了钢渣选择性浸出过程的最佳工艺条件为:搅拌转速400 min-1,乙酸浓度5 mol/L,乙酸与钢渣质量比25:1,反应温度90℃,反应时间3小时。

建立了针对不同元素的浸出动力学方程,明确了浸出过程均符合Avrami方程,速度控制步骤为扩散控制,为钢渣浸出过程的优先控制及工程设计提供基础数据。

(2)以钢渣选择性浸出液为原料,研究了碱度、陈化时间和陈化温度等条件与LDHs晶体生长的之间的关系,获得了结构规整、颗粒均匀、分散性好、各层间原子排列有序的Ca-Mg-A-FeLDHs产品。

从对各反应条件的样品分析结果可以看出,合成的Ca-Mg-Al-Fe LDHs的晶粒尺寸沿a轴方向的尺寸及生长速度均比沿c轴方向的大,即(110)晶面的生长速度比(003)晶面的快。

同时随陈化时间和陈化温度的增加,合成样品的晶格参数a、c及层间距c0均呈现出先减小后增大的变化趋势,说明陈化温度和陈化时间是影响LDHs晶粒尺寸和层间距的主要因素,对产品结构产生较大影响。

层状双金属氢氧化物结构

层状双金属氢氧化物结构层状双金属氢氧化物结构是一种特殊的化学结构，具有独特的物理和化学性质。

它是由两种不同的金属氢氧化物层交错堆叠而成的，具有层状结构，其中每层都是由一种金属离子和水分子以及氢氧根离子组成的。

这种结构可以用来催化水分解制氢，拥有潜在的应用前景。

首先，层状双金属氢氧化物结构的制备方法相对比较简单，并且可以通过不同的合成路线进行控制。

一般来说，它可以通过化学还原法、水热法和共沉淀法等方法进行合成和制备。

这些合成方法中，共沉淀法是最成熟的方法之一，它可以得到较高纯度的层状双金属氢氧化物结构。

其次，层状双金属氢氧化物结构的物理和化学性质也是研究的重点之一。

从物理方面来看，它的层状结构使得结构中存在着较多的孔隙和毛细孔道，具有较大的表面积和较好的可透性。

这些有利于它在催化反应中发挥作用。

从化学方面来看，金属氢氧化物层之间存在着适当的空间和电荷极性差异，它们可以提供一定的催化活性位点和物质吸附能力，并且还可以进一步调控某些特定催化反应的反应路径和反应速率。

最后，层状双金属氢氧化物结构的应用前景非常广泛。

它可以用于催化水分解，这是一种最为常见的利用可再生能源制取氢气的方法。

在催化剂中加入一定量的层状双金属氢氧化物结构，可以增加反应效率和反应速率，从而提高水解产氢的效率。

除此之外，还可以将其应用于催化剂载体、药物递送、吸附材料等领域。

综上所述，层状双金属氢氧化物结构是一种非常有趣和有用的化学结构。

人们对它的研究和应用已经日渐深入，未来还有很大的发展和潜力。

层状双金属氢氧化物的剥离方法及其应用

层状双金属氢氧化物的剥离方法及其应用近年来，层状双金属氢氧化物作为一种新型二维材料，受到了广泛的关注。

其具有优秀的光电性能、电化学性能和可调控的晶格结构，因此在能源存储、催化剂、传感器等领域具有巨大的应用潜力。

然而，要实现这些应用，首先需要解决的问题之一就是层状双金属氢氧化物的剥离方法。

1. 剥离方法1.1 机械剥离机械剥离是最常见的一种方法，通过机械力（如剥离膜、剥离垫等）来剥离层状双金属氢氧化物。

这种方法简单易行，但存在剥离效率低、可能造成结构破坏等问题。

1.2 化学剥离化学剥离通过对层状双金属氢氧化物进行化学处理，使其层层分离。

常用的化学剥离方法包括酸碱洗涤、离子交换等。

这种方法可以高效剥离，并且对晶体结构影响较小，但需要注意对环境和人体的安全。

1.3 气相剥离气相剥离是将层状双金属氢氧化物放置在特定气氛下进行热处理，通过气相分解来实现剥离。

这种方法操作简单，剥离效果好，但对操作环境和气氛要求严格。

2. 应用2.1 能源存储层状双金属氢氧化物在电化学储能领域有着广泛的应用。

其大比表面积和丰富的活性位点使其成为优秀的电极材料，可以应用于电容器、锂离子电池等设备中。

2.2 催化剂层状双金属氢氧化物在催化剂领域也有着重要的应用。

其特殊的结构和化学性质使其成为优秀的氧还原、氢析出等催化剂，具有很高的催化活性和稳定性。

2.3 传感器由于层状双金属氢氧化物的可调控晶格结构和优秀的电化学性能，使得其在传感器领域有着广阔的应用前景。

例如应用在气体传感、生物传感等领域，取得了很好的效果。

总结回顾本文首先介绍了层状双金属氢氧化物的剥离方法，包括机械剥离、化学剥离和气相剥离，并分析了它们的优缺点。

随后，本文重点介绍了层状双金属氢氧化物在能源存储、催化剂和传感器等领域的应用，并阐述了其在这些领域的应用前景。

个人观点和理解层状双金属氢氧化物的剥离方法和应用是一个非常具有挑战性和前景的研究领域。

在剥离方法方面，需要综合考虑剥离效率、结构破坏和环境安全等因素；在应用方面，需要不断深入挖掘其在能源存储、催化剂和传感器等领域的潜在价值。

层状双金属氢氧化物分离应用

层状双金属氢氧化物分离应用
层状双金属氢氧化物是一种新型的材料，具有很多优异的物化性
质和应用潜力。

目前，层状双金属氢氧化物在环境治理、催化、分离、电极材料等领域都有广泛的应用。

其中，分离应用是层状双金属氢氧化物应用的重要方向之一。

层
状双金属氢氧化物具有良好的分离性能和选择性，可以用于分离和富
集污染物、药物、金属离子等。

此外，层状双金属氢氧化物分离材料
也可以应用于生物医学、环境分析、化学检测等领域。

例如，在水处理领域，层状双金属氢氧化物可以用于水中重金属
的去除，具有高效、低成本、易操作等优点。

在化学分析领域，层状
双金属氢氧化物可以作为萃取材料，用于富集和分离目标物质，提高
检测灵敏度和准确度。

总之，层状双金属氢氧化物的分离应用具有广阔的发展前景和应
用前景，将为环境保护、化学分析、生物医学等领域带来新的机遇和
挑战。

双金属氢氧化物作为铝离子电池材料

双金属氢氧化物作为铝离子电池材料双金属氢氧化物作为铝离子电池材料的研究随着科技的发展，人们对能源的需求越来越大，而电池作为一种便携式的能源储存设备，已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

在众多电池类型中，铝离子电池因其高能量密度、低自放电率和环保等优点，逐渐成为研究的热点。

而双金属氢氧化物作为一种新型的铝离子电池材料，近年来也引起了广泛关注。

本文将从理论和实验两个方面对双金属氢氧化物作为铝离子电池材料的研究进行探讨。

一、理论分析1.1 双金属氢氧化物的结构与性质双金属氢氧化物是由两种金属离子组成的化合物，其中一种是铝离子(Al3+),另一种是镁离子(Mg2+)。

这两种金属离子在电解质中形成双层结构，形成了一个类似于“s”形的通道，使得铝离子可以在电极表面与镁离子之间自由移动。

这种结构使得双金属氢氧化物具有较高的电导率、较低的内阻和较好的循环性能。

1.2 双金属氢氧化物的电化学反应在铝离子电池中，铝离子在阳极上发生氧化反应，释放出电子，经过外电路流向阴极，与镁离子发生还原反应，生成铝离子。

这个过程可以表示为：Al3+ + e→ Al^2+(aq) (铝离子在阳极上被氧化)Mg2+ + 2e→ Mg^2+(aq) (镁离子在阴极上被还原)1.3 双金属氢氧化物的电势垒在铝离子电池中，由于双金属氢氧化物的结构特点，铝离子在阳极和阴极之间的迁移速率受到电势垒的影响。

电势垒是指在电极表面形成的一层电介质，使得电子无法直接穿过这层电介质到达另一侧电极。

在双金属氢氧化物中，由于镁离子的存在，使得铝离子在阳极表面的迁移速率受到一定程度的限制。

这种现象可以通过计算电势垒来描述：E° = E°0 [Fe/Al]×[dE°/dt]其中，E°0是标准电动势，[Fe/Al]是铁离子浓度与铝离子浓度之比，[dE°/dt]是电势垒随时间的变化率。

通过调整铁离子浓度和铝离子浓度，可以改变电势垒的大小和位置，从而影响电池的性能。

nife层状双氢氧化物

nife层状双氢氧化物
《nife层状双氢氧化物：新型储能材料的未来》
nife层状双氢氧化物是一种新型的储能材料，具有很高的储能密度和循环稳定性，因此备受研
究者们的青睐。

它由镍和铁组成，呈现出层状结构，这种特殊的结构赋予了它优异的储能性能。

与传统的储能材料相比，nife层状双氢氧化物具有很多优点。

首先，它的储能密度高，可以存
储更多的能量，这意味着可以在相同体积内存储更多的能量。

其次，它的循环稳定性也很好，可以进行多次充放电而不会损坏材料，因此具有更长的使用寿命。

此外，由于其成分中包含了丰富的镍和铁等廉价元素，因此生产成本也相对较低。

这些优点使得nife层状双氢氧化物在储能领域具有很大的应用前景。

除了作为储能材料之外，nife层状双氢氧化物还具有其他的潜在应用价值。

例如，它可以用于
制备电化学传感器、催化剂以及其他电化学器件。

由于其层状结构具有较大的比表面积，因此也具有很好的吸附性能和反应活性，适合用于这些领域的应用。

尽管nife层状双氢氧化物具有诸多优点和应用前景，但是目前还存在其制备工艺的技术难题等问题待解决。

随着科研人员的不懈努力，相信这一新型材料将在未来取得更大的突破，为储能领域带来更多的创新和发展。

镍铁层状双氢氧化物氢氧化钠

镍铁层状双氢氧化物氢氧化钠镍铁层状双氢氧化物是一种具有特殊结构的化合物。

它由镍和铁元素组成，形成了层状结构。

在这种化合物中，镍和铁离子以一定的比例排列在层状结构中，形成了稳定的化学键。

层状结构是指化合物中的原子或离子以平行且紧密排列的方式排列在一起，形成类似于薄片或砖块的结构。

这种结构使得化合物具有特殊的性质和应用价值。

镍铁层状双氢氧化物具有很高的比表面积和孔隙结构，这使得它在催化剂、电化学和能源存储等领域具有广泛的应用前景。

镍铁层状双氢氧化物在催化剂领域具有重要作用。

它可以作为催化剂的载体，用于催化各种化学反应。

由于其高比表面积和孔隙结构，它能够提供更多的活性位点，增加反应速率。

此外，镍铁层状双氢氧化物还具有较好的稳定性和可再生性，使得它在催化剂的循环使用中具有优势。

镍铁层状双氢氧化物在电化学领域也有广泛的应用。

它可以作为电极材料，用于电化学储能和电催化反应。

由于其层状结构和良好的导电性能，镍铁层状双氢氧化物能够提供更多的电子传导通道，提高电极的反应活性和电化学性能。

这使得它在锂离子电池、超级电容器和燃料电池等领域具有潜在的应用前景。

氢氧化钠也是一种重要的化合物。

它是由钠和氧元素组成，具有碱性性质。

氢氧化钠在化学工业中被广泛应用，用于制备肥皂、纸浆和纤维等。

镍铁层状双氢氧化物和氢氧化钠都是重要的化合物。

镍铁层状双氢氧化物具有特殊的层状结构，具有广泛的应用前景，特别是在催化剂和电化学领域。

而氢氧化钠作为一种碱性化合物，在化学工业和实验室中也有重要的应用。

这些化合物的研究和应用将进一步推动科学技术的发展，为人类社会的进步做出贡献。

利用氢氧化物进行环境保护

利用氢氧化物进行环境保护现在，环境保护已经变成了全球性的重要议题。

我们每个人都应该尽力减少对环境的负面影响，改善环境污染问题。

而在这个问题上，氢氧化物可以发挥重要作用。

它是一种非常有用的物质，可以被用于净化空气和清洗水源。

氢氧化物常见的形式是氢氧化钠（NaOH）和氢氧化钾（KOH）。

它们是一种具有碱性的化学物质，可以与酸形成盐和水。

在环境净化方面，氢氧化物可以用于清洗工业污染源、净化空气、净化供水，以及其他环境保护方面。

在工业污染源的净化中，氢氧化物被用来中和酸性废水。

酸性废水的产生非常常见，例如生产电池、化学药品、塑料和纸张等行业中。

这些行业中废水的pH值大多数是小于7的，这会对环境造成严重的污染。

在这种情况下，氢氧化物就是非常有用的中和剂。

当酸性废水被放入氢氧化物溶液中时，会发生酸碱反应，生成盐和水。

这样pH值就会回归中性，达到净化废水的目的。

在空气净化方面，氢氧化物可以被用来净化空气中含有二氧化硫、氮氧化物和其他有害气体的部分。

在这种情况下，氢氧化物的作用并不是中和，而是氧化废气中的有害成分。

这个过程叫做“湿法洗涤”，大部分使用氢氧化物来完成。

湿法洗涤可以让废气中的有害成分转化成固态或者可溶于水的盐类，然后利用其他方法进一步处理。

在水源净化方面，氢氧化物可以被用来清洗含有有机物、金属离子和其他有害物质的供水。

氢氧化物可以将污染物质中和或者氧化，然后把他们从水中净化出去。

这样可以大大提高供水的质量，同时减少人类因为污染对饮用水产生的健康危害。

氢氧化物的使用涉及到很多方面的环境保护问题，但是同时也需要我们保持足够的谨慎。

在使用氢氧化物时，需要注意保护自己的眼睛和皮肤，因为它有腐蚀性。

在储存氢氧化物的时候，也要注意它们不应该和酸或者其它不兼容的物质混在一起，以免发生意外事故。

总之，氢氧化物无疑是一种非常有用的物质，可以被用于多方面的环境保护中。

在当前强烈的环境保护意识下，更需要我们积极探索如何更好的利用氢氧化物，从而更好地保护我们的环境。

层状复合金属氢氧化物及金属氧簇合物的抑烟性能

金属氧簇合物的结构通常较为复杂，具有三维网络结构，这使得它们具有较高的热稳定性和化学稳定性。
合成方法
金属氧簇合物可以通过不同的合成方法制备，如溶剂热法、沉淀法、溶胶-凝胶法等。
这些合成方法都需要一定的实验条件和参数，如温度、压力、溶剂、反应时间等。
通过控制这些参数，可以影响产物的结构和性能，从而得到具有优异抑烟性能的金属氧簇合物。
VS
机制
层状复合金属氢氧化物具有较大的比表面积和多孔性结构，能够吸附和捕捉烟草烟雾中的有害物质；同时，其表面含有丰富的活性基团，能够与有害物质发生化学反应，从而降低其毒性。
03
金属簇合物
结构与性质
金属氧簇合物一般由金属离子和氧组成，具有特定的结构。
不同的金属离子和配体可以形成不同的氧簇合物，其结构多样性和可调性为其抑烟性能提供了广阔的空间。
对于金属氧簇合物，尽管其抑烟性能略逊于层状复合金属氢氧化物，但也展现出一定的抑制烟雾效果。
抑烟机制尚需进一步研究
尽管已得出上述结论，但层状复合金属氢氧化物及金属氧簇合物的抑烟机制仍需进一步深入研究。
研究展望
深入探究抑烟机制
未来研究可以进一步探究层状复合金属氢氧化物及金属氧簇合物的抑烟机制，从分子层面
与LCH相比，MOFs在处理低浓度和高流量烟雾时具有更大的优势，因为MOFs具有更高的吸附容量和更快的吸附速率。
05
结论与展望
研究结论
层状复合金属氢氧化物具有较好的抑烟性能
通过对比实验发现，层状复合金属氢氧化物在抑制烟雾方面表现出较好的性能，能够有效降低烟雾浓度。
金属氧簇合物具有一定的抑烟效果
更有效地吸附烟雾。
抑烟机制的比较
LCH的抑烟机制主要包括吸收烟雾中的有毒物质、催化氧化烟雾中的有机成分以及改变烟雾的物理性质等。

层状金属双氢氧化合物

层状金属双氢氧化合物
嘿，你知道什么是层状金属双氢氧化合物吗？这可真是个有趣的玩意儿啊！
层状金属双氢氧化合物，简单来说，就像是一个结构精巧的千层蛋糕！它是由带正电荷的金属氢氧化物层和层间的阴离子组成。

想象一下，那些金属氢氧化物层就如同蛋糕的层面，而层间阴离子就像是夹在中间的美味馅料。

这种化合物具有很多独特的性质和应用呢！比如说，它在催化领域可是大显身手。

就好比一个超级助手，能加速化学反应的进行，让一些原本慢吞吞的过程变得快速高效起来。

在一些化学反应中，加入层状金属双氢氧化合物，就如同给汽车装上了火箭推进器，反应速度蹭蹭上涨！
再看看电池领域，层状金属双氢氧化合物也能发挥重要作用。

它可以作为电极材料，就像给电池安上了强大的动力引擎。

这就好比跑步比赛，有了它，电池就能跑得更远、更持久。

还有啊，在环境保护方面，它也能出一份力呢！可以用来处理污水中的有害物质，把那些讨厌的污染物“一网打尽”，这不就像是一个环境卫士在守护我们的家园嘛！
给你说个实际例子吧，有研究人员发现，某种层状金属双氢氧化合物在处理含重金属离子的污水时，效果那叫一个显著！它能够快速地将重金属离子吸附并固定住，让污水变得干净清澈。

这多厉害呀！
你想想，要是没有这些神奇的层状金属双氢氧化合物，我们的生活得失去多少便利和进步啊！所以说，可千万别小瞧了它哦！它就像是隐藏在科学世界里的宝藏，等待着我们不断去挖掘和利用。

怎么样，现在对层状金属双氢氧化合物是不是有了更深刻的认识啦？。

层状双金属氢氧化物在绿色材料领域中的应用

http： / / www. hxtb. org
化学通报 2010 年第 7 期
·609·
变溶液的 pH，或在不同电解质存在条件下，采用阴离子交换处理，可控性地将客体分子脱嵌出来［1］；还可以利用其吸附和离子交换能力吸附去除环境中的有害物质；而其二维的纳米层状结构可使其作为绿色催化剂使用。由此可以看出，LDHs 纳米材料已在绿色材料方面展现出了诱人的前景。
Abstract Owing to the special two-dimensional planar nano-structure and excellent bio-compatibility，layered double hydroxides （ LDHs） can be hybridized with various materials. From small molecules such as drugs to large substances like polymers can be incorporated into LDHs via intercalation to produce novel eco- and bio-friendly nanocomposite materials. Then they can be not only used as biomolecule reservoir， drug nanocarrier， organic catalyst，adsorbents for environmental contaminant treatment，but also applied in the fields of optics，electrics and magnetics. In this paper，the structure，preparations，property of LDHs were introduced and their applications for green materials were reviewed，then the prospect of its development was also given.

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存在的阴离子。在 LDHs 的结构中，由 M（ OH） 6 八面体共用棱形成类水滑石单元层，部分 M2 + 被 M3 + 取
代而产生的过剩正电荷由层间的阴离子平衡，层间还存在一些结晶水，这些水分子可以在不破坏层状结
构的条件下除去。LDHs 的结构和典型的正八面体结构单元如图 1 所示，正八面体中心为金属阳离子，六个顶点为 OH －，相邻八面体通过共边形成相互平行的片层，这些片层通过氢键作用堆积在一起。结构通式中 M2 + 、M3 + 、x 和 An －阴离子有很大的变化空间，因此可以
一种有机金属盐与另一种无机金属盐水溶液进行水解反应，形成溶胶，在某一温度下热处理得到凝胶，获得目标 LDHs 以难溶性的氧化物和 / 或氢氧化物为原料，高温下水热处理可得到 LDHs 将已有的 LDHs 与特定的阴离子进行交换，可制备新的 LDHs 将金属盐溶液与分散很细的氧化物粉未作用，可得片层结构规则的 LDHs 将固体尿素溶解在一定浓度的金属盐溶液中，将会得到粒度均一的 LDHs 将混合盐溶液（ SolS）和混合碱溶液（ SolB）迅速于全返混旋转液膜成核反应器中混合，剧烈循环搅拌几分钟，然后将浆液于一定温度下晶化，制备目标 LDHs。表面合成法、模板合成法、二次插层法等
1. 2 LDHs 的制备
LDHs 的最简单最常用的制备方法是共沉淀法，具体操作是二价和三价金属离子（ M2 + 、M3 + ）的氯化物、硝酸盐的水溶液在碱性条件下共沉淀［5］；另外，文献还报道了采用重构法、溶胶-凝胶法、水热法、离子交换法、成核 / 晶核隔离法、盐-氧化物法、尿素水解法、二
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变溶液的 pH，或在不同电解质存在条件下，采用阴离子交换处理，可控性地将客体分子脱嵌出来［1］；还可以利用其吸附和离子交换能力吸附去除环境中的有害物质；而其二维的纳米层状结构可使其作为绿色催化剂使用。由此可以看出，LDHs 纳米材料已在绿色材料方面展现出了诱人的前景。
Abstract Owing to the special two-dimensional planar nano-structure and excellent bio-compatibility，layered double hydroxides （ LDHs） can be hybridized with various materials. From small molecules such as drugs to large substances like polymers can be incorporated into LDHs via intercalation to produce novel eco- and bio-friendly nanocomposite materials. Then they can be not only used as biomolecule reservoir， drug nanocarrier， organic catalyst，adsorbents for environmental contaminant treatment，but also applied in the fields of optics，electrics and magnetics. In this paper，the structure，preparations，property of LDHs were introduced and their applications for green materials were reviewed，then the prospect of its development was also given.
图 1 LDHs 的结构示意图［4］ Fig. 1 Structure of LDHs［4］
次插层法、表面合成法、模板合成法制备 LDHs 的方法［5 ～ 8］，其具体操作归纳于表 1。
表 1 LDHs 的制备方法
Tab. 1 The methods of preparation for LDHs
制备具有不同物理化学特性的 LDHs 材料。LDHs 内层组分具有多样性，可容纳多种阳离子，如 Mg2 + 、Ni2 + 、Co2 + 、Zn2 + 、Cu2 + 以及 Al3 + 、Cr3 + 、Fe3 + 、Sc3 + 、Ga3 + 等，近来甚至有 Zr4 + 、Sn4 + 也被结合在类水滑石 LDHs 层中［2］。另外，文献还报道了一类含一价和三价阳离子的 LDHs，其典型的化学式为［LiAl2 （ OH） 6 ］+ A － · mH2 O［3］，这些内层阳离子的存在和数量直接影响着层表面的电荷值。
1 LDHs 的结构及制备
1. 1 LDHs 的结构
LDHs
是
一
类
二
维
纳
米
阴
离
子
粘
土
，其
组
成
通
式
可
表
示
为［M
2 1
+ －
M3
xx
+
（
OH）
2
］x +
（
An
－
）
x/n
·mH2
O，其
中 M2 + 指二价金属阳离子，M3 + 指三价金属阳离子，x 为 M2 + 与 M2 + + M3 + 的摩尔比，An －为层间可稳定
关键词层状双金属氢氧化物纳米复合物绿色材料应用
Progress in Application of Layered Double Hydroxides for Green Materials
Zhan Tianrong1，2 ，Hou Wanguo1，2*
（ 1 Key Laboratory of Colloid and Interface Chemistry，Ministry of Education，College of Chemistry and Chemical Engineering，Shandong University，Jinnan 250100；
2 LDHs 在绿色材料领中的应用研究
2. 1 生物分子的存贮器
LDHs 的无机薄片和它们的二维平面结构不仅可以为生物大分子提供保护，而且还可为客体分子提供可插层的排序空间，再加上它们良好的生物兼容性，已经被广泛用来固定和安全存贮生物分子，是
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化学通报 2010 年第 7 期
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重要生物分子的优良绿色存贮器。生物分子主要通过插层、剥离重堆和柱撑反应与 LDHs 形成纳米复合物。
将 DNA 分子插入 LDHs（图 2）是研究生物大分子与层状无机材料形成复合物较早的例子［9］。研究发现，阳离子层和阴离子生物分子的复合降低了带负电的细胞膜和阴离子生物分子之间的静电斥力，提高了生物分子输运到细胞中的效率。同时，氢氧化物层可以通过在酸性介质（ pH < 2 ）如细胞液中溶解而完全去除，被俘获生物分子得到释放；层间生物分子可以被细胞电解液中其它离子部分置换，这样被俘获的生物分子也可以从层间释放到细胞内部。通过离子交换，一系列生物分子如 5′-腺苷单磷酸（ AMP）、5′-鸟苷单磷酸（ GMP）、5′-胞苷单磷酸（ CMP），甚至腓鱼睾丸 DNA （100 ～ 2000bps）都可以通过插层与 LDHs 形成纳米复合物。为了将大分子量的柔软 DNA 插入到刚硬的 LDHs 中，需要较高的温度和较长的反应时间。利用 LDHs 进行 DNA 插层和生物分子存贮的研究结果引起了人们的极大兴趣， Aisawa 等［10］采用离子交换法制备了核苷酸插层 MgAl-和 ZnAl-LDHs；Desigaux 等［11］采用共沉淀法制备了插层 DNA-LDHs。最近，人们借助计算机通过分子动力学的实验对插层 DNA-LDHs 的结构稳定性和材料学性能进行了研究，结果表明阴离子的磷酸根与正电荷来源的铝晶胞之间结合力的计算值与实验测定值完全吻合［12］。插层 DNA 链可以得到 LDHs 无机层的有效保护，从而避免了来自 LDHs 外部苛刻条件的破坏［13］。正是由于 LDHs 晶格对生物分子良好的存贮功能，科学家们提出了遗传分子密码系统。插层在 LDHs 中的 DNA 链表现出了很好的热稳定性（ < 300℃ ）、化学稳定性（ pH > 4 ）和生物惰性（耐 DNase I 存在的条件），但是可以通过在 LDHs 表面包覆一层合适的聚合物材料，使得 DNA 在不同的液体介质中得到分离，因为 DNA 本身在水相中发生絮凝，这样就可以在不同介质中进行有效编码。 Choy 等［14］正是利用 LDHs 对生物分子的存贮和还原功能实现了遗传密码系统。

层状双金属氢氧化物在绿色材料领域中的应用

层状双金属氢氧化物制备与应用的研究进展

二维层状双金属氢氧化物

层状金属氢氧化物

层状双氢氧化物的制备性质及应用

一种层状双金属氢氧化物及其制备方法与应用[发明专利]

层状双氢氧化物在生物医学中的应用

双金属氢氧化物的制备及其应用性能的研究进展

钢渣制备层状双金属氢氧化物及应用基础研究

层状双金属氢氧化物结构

层状双金属氢氧化物的剥离方法及其应用

层状双金属氢氧化物分离应用

双金属氢氧化物作为铝离子电池材料

nife层状双氢氧化物

镍铁 层状双氢氧化物 氢氧化钠

利用氢氧化物进行环境保护

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