水滑石在PVC中的应用及合成

一﹑PVC的介绍
1.PVC的合成及合成中的问题
1.1聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride ，简称PVC）树脂是由氯乙烯单体（Vinyl Chloride ，简称VC）聚合而成的热塑性高聚物，工业生产主要用悬浮法，浮液法，本体法和溶液法，以及衍生发展的微悬浮法等方法而实现。

聚氯乙烯树脂是一种重要的塑料原料，是五大通用合成树脂之一，具有良好的物理和机械性能。

聚氯乙烯树脂可以用于各种输水和排水管材、塑料门窗、护墙板、天花板、墙纸、楼梯扶手及各种装饰材料等；生产电子电器用品如电线、电缆、电气组件、家电外壳、插销、插座及接线盒等；聚氯乙烯还应用于医用制品、纤维制品、交通运输、包装、涂料等诸多方面，并不断向新的应用领域渗透。

聚氯乙烯的原料来源丰富，生产成本低廉，应用范围广泛，商业价值极其可观。

聚氯乙烯的发现早在19世纪30年代，但工业化生产则不到70年。

由于聚氯乙烯在通用树脂中生产成本最低，应用领域最广，特别是建筑市场对聚氯乙烯产品的需求量巨大，使得聚氯乙烯产品成本具有极强竞争力的塑料品种，得以迅速发展。

随着新产品的不断开发，应用领域的不断拓宽，使其在塑料产品中具有举足轻重的地位。

中国聚氯乙烯工业起步较晚，仅4、50年的历史，但聚氯乙烯在我国的较迅速，特别是近年来，随着我国聚氯乙烯科研人员的不懈努力，我国聚氯乙烯生产技术、安全环保、新产品开发研究等方面有了很大提高，特别是大型聚合釜的国产化、大型电石法聚氯乙烯生产的自动化控制、干法乙炔发生技术、聚氯乙烯聚母液回收、废弃物综合利用等重点装备和技术的推广应用，提升了行业整体竞争力水平。

但我们不许看到，在产品种类及质量控制一些关键技术工艺上与国外先进的聚氯乙烯工业相比，差距还较大。

1.2 聚氯乙烯主要原料、产品说明
氯乙烯（vcm）是生产聚氯乙烯（pvc）的主要原料，当今国际氯乙烯（vcm）生产有三大路线。

一、原油路线：原油（乙烯）由乙烯生产二氯乙烷（EDC）→氯乙烯（vcm）→聚氯乙烯（pvc）
二、煤炭路线：煤炭→电石→乙炔→氯乙烯（vcm）→聚氯乙烯（pvc）
三、天燃气乙炔路线：天燃气→乙炔→氯乙烯（vcm）→聚氯乙烯（pvc）
目前，国际原油价格上涨且我国原油资源自给率只有约30%，而公司又布置在我国西北的甘肃金昌市，天燃气资源也不是太丰富，可是当地电石资源丰富，有充足的煤电资源。

并且金昌市正在打造：原盐---烧碱---氯气---聚氯乙烯（PVC）---电石渣---水泥产业链。

综合考虑，聚氯乙烯（PVC）主要生产原料选择煤炭路线。

1.3产品性质及质量标准
名称及其结构
（1）名称
悬浮法聚氯乙烯树脂（简称PVC Polyvinyl Chloride）
（2）分子式和结构式
分子式：
结构简式：[ ―CH
2―- CHCl― ]
n
其中n为平均聚合度，一般为350-8000
分子量：
30000-10000
（3）产品物理和化学性能
稳定;不易被酸、碱腐蚀；对热比较耐受
聚氯乙烯具有阻燃（阻燃值为40以上）、耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为90％的硫酸、浓度为60％的硝酸和浓度20％的氢氧化钠）、机械强度及电绝缘性良好的优点。

但耐热性较差，软化点为80℃，于130℃开始分解变色，并析出HCl。

具有稳定的物理化学性质，不溶于水、酒精、汽油，气体、水汽渗漏性低；在常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50—60%的硝酸和20%以下的烧碱溶液，具有一定的抗化学腐蚀性；对盐类相当稳定，但能够溶解于醚、酮、氯化脂肪烃和芳香烃等有机溶剂。

此外，PVC的光、热稳定性较差，在100℃以上或经长时间阳光暴晒，就会分解产生氯化氢，并进一步自动催化分解、变色，物理机械性能迅速下降，因此在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。

工业聚氯乙烯树脂主要是非晶态结构，但也包含一些结晶区域（约５％），所以聚氯乙烯没有明显的溶点，约在80℃左右开始软化，热扭变温度（ 1.82MPa负荷下）为70-71℃，在加压下150℃开始流动，并开始缓慢放出氯化氢，致使聚氯乙烯变色（由黄变红、棕、甚至于黑色）。

工业聚氯乙烯重均相对分子质量在4.8-4.8万范围内，相应的数均相对分子质量为2-1.95万。

而绝大多数工业树脂的重均相对分子质量在10-20万，数均相对分子质量在4.55-6.4万.硬质聚氯乙烯（未加增塑剂）具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性，可以单独用做结构材料，应用于化工上制造管道、板材及注塑制品。

硬质聚氯乙烯可以用增强材料。

2.PVC的稳定剂
2.1 PVC热稳定剂主要用于PVC和其他含氯的聚合物。

人们发现PVC塑料只有在160℃以上才能加工成型，而它在120~130℃时就开始热分解，释放出HCl气体，如果不抑制HCl的产生，分解又会进一步加剧，这一问题曾是困扰PVC塑料的开发与应用的主要难题。

经研究发现如果PVC塑料中含有少量的如铅盐、金属皂、酚、芳胺等杂质时，既不影响其加工与应用，又能在一定程度上起到延缓其热分解的作用。

上述难题得以解决，从而促使了热稳定剂研究领域的建立与不断发展。

PVC不稳定性原因
PVC是由氯乙烯单体经自由基引发聚合而成的。

在反应中，分子链在增长过程中，会发生链转移反应而生成叔碳原子，与叔碳原子相连的氯原子与氢原子，因电子云分布密度小而键能低，成为活泼原子，很容易与相邻的H和Cl脱去一份HCl。

PVC树脂的分子结构是按下式所示的首尾相连而排列的：
原分子结构
若PVC树脂纯属上述的线形结构，而且都是仲碳原子与氯原子结合的，那么，其稳定性是比较好的。

但事实上，即使纯度很高的PVC树脂，在100℃以上就开始分解出HCl，这就说明其分子结构中，仍存在不稳定的因素。

造成PVC不稳定结构被认为在氯乙烯的自由基引发聚合中，分子上可能包含下述结构
分子结构分解后
上述结构中，一端含有仲、叔氯，一端有β不稳定基团，结构中还有氧的存在。

究其原因，可能是一部分是由引发剂过氧化还原而生成，另外含氧结构可能是因微量氧存在下的聚合反应或由聚合物后氧化而成。

稳定剂作用机理
(1)吸收氯化氢
Me(OOCR)
2+ 2HCl===MeCl
2
+ 2HOOCR
其中Me为：Pb、Ba、Cd、Ca、Zn、Sn、Sb、Mg、Sr等。

(2)消除不稳定的氯原子置换或消除不稳定的氯原子。

(3)防止自动氧化聚氯乙烯在热氧及剪切力作用下，极易被O
2
氧化发生降解。

(4)加入马来酸的金属盐可抑制或消除双键或使之变短、变少。

稳定剂的分类
1、铅盐稳定剂
2、金属皂类
3、有机锡稳定剂
4、复合型稳定剂
液体复合热稳定剂
钙锌复合稳定剂
钡锌复合稳定剂
钾锌复合稳定剂
5、环氧化合物稳定剂
6、亚磷酸类稳定剂
7、多元醇类稳定剂
8、有机锑类稳定剂
9、稀土稳定剂
10、液体稳定剂
稳定剂的发展趋势
1、低毒、无毒的趋向
2、有机锡稳定剂的新进展
3、金属盐类稳定剂
4、无机辅助稳定剂
热稳定剂是聚氯乙烯（PVC）加工过程中必不可少的添加剂。

随着对人类健康和生态环境的关注日益增强，各国相继颁布了一系列法律法令，采取多种措施限制含铅、镉等重金属热稳定剂的使用。

业内外人士普遍认为，PVC 热稳定剂的环保化已经成为不会逆转的发展趋势。

近年来，在PVC 热稳定剂的环保化进程中，取代传统的含铅、镉热稳定剂，研究开发无毒、无污染、复合、高效的热稳定剂得到了更为广泛的重视，其合成与应用研究取得了不少新进展。

聚氯乙烯是产量仅次于聚乙烯的第二大通用塑料, 具有强度高、可增塑、耐腐蚀、难燃、绝缘性好、透明性高等优点, 广泛应用于工业、农业、建筑、包装等领域。

但是PVC 本身热稳定性差, 因此, 必须在其加工过程中加人适量的热稳定剂, 以阻止或延缓其降解。

PVC常用的热稳定剂包括铅盐类、金属皂类、有机锡类、复合热稳定剂及其他助剂等。

铅盐类热稳定剂热稳定效果好, 电绝缘性及耐侯性也不错, 价格便宜；但铅有毒, 不仅在与食品相关的产品中应用受到限制, 而且随着人们环保意识的提高, 铅在几乎所有产品中的应用都会受到限制。

另外, 铅盐热稳定剂还容易受硫的污染而失效。

金属皂类一般为金属钙、钡、福等的硬脂酸盐, 热稳定性能一般, 并且它们中的一些也有毒。

有机锡和PVC的相容性较好, 但价格昂贵。

因此, 高效、无毒、价格低廉的热稳定剂的开发和应用对于PVC 加工和改性研究具有十分重要的意义。

水滑石类热稳定剂作为新型的PVC 热稳定剂之一, 最早应用于日本Kyowa化学公司将其填充到PVC中用作热稳定剂。

二、水滑石的结构及合成
1、层状双羟基复合金属氧化物（Layered Double Hydroxide,LDH）是水滑石（Hydrotalcite,HT）和类水滑石化合物（Hydrotalcite-Like Compounds,HTLCs）的统称，由这些化合物插层组装的一系列超分子材料称为水滑石类插层材料（LDHs）。

1842年Hochstetter首先从片岩矿层中发现了天然水滑石矿；二十世纪初人们由于发现了LDH对氢加成反应具有催化作用而开始对其结构进行研究；1969年Allmann等人通过测定LDH单晶结构，首次确认了LDH的层状结构；二十世纪九十年代以后，随着现代分析技术和测试手段的广泛应用，人们对LDHs 结构和性能的研究不断深化。

水滑石材料属于阴离子型层状化合物。

层状化合物是指具有层状结构、层间离子具有可交换性的一类化合物，利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性，将一些功能性客体物质引入层间空隙并将层板距离撑开从而形成层柱化合物。

水滑石类化合物(LDHs) 是一类具有层状结构的新型无机功能材料, LDHs的主体层板化学组成与其层板阳离子特性、层板电荷密度或者阴离子交换量、超分子插层结构等因素密切相关。

一般来讲，只要金属阳离子具有适宜的离子半径（与Mg
2
+的离子半径0.072 nm相差不大）和电荷数，
均可形成LDHs 层板。

其化学组成可以表示为[MⅡ
1-x MⅢ
x
(OH)
2
] x +
(An- )x/n·mH
2O，其中MⅡ为Mg
2
+ ， Ni
2
+， Co
2
+，Zn
2
+，Cu
2
+等二价金属阳离子；
MⅢ为Al3 +，Cr3 +， Fe3 +， Sc3 +等三价金属阳离子；An-为阴离子，如CO
2-3， NO
3
-，Cl -， OH-，SO
24 -， PO
3
4 -， C
6
H
4
(COO)
2
2 -等无机和有机离子以及络合离子，
则层间无机阴离子不同， LDHs的层间距不同。

当x 值在0.2-0.33 之间，即M Ⅱ/MⅢ摩尔比介于2～4之间时能得到结构完整的LDHs。

在LDHs晶体结构中，由于受晶格能最低效应及其晶格定位效应的影响，使得金属离子在层板上以一定方式均匀分布，即在层板上每一个微小的结构单元中，其化学组成不变。

2 结构特征
LDHs是由带正电荷的主体层板和层间阴离子通过非共价键的相互作用组装
而成化合物，它的结构类似于水镁石Mg(OH)
2，由MgO
6
八面体共用棱形成单元层。

有以下几个很突出的特点：（1）主体层板的化学组成可调变；（2）层间客体阴离子的种类和数量可调变；（3）插层组装体的粒径尺寸和分布可调控
典型的LDHs化合物是镁铝碳酸根型水滑石：Mg
6Al
2
(OH)
16
·4H
2
O。

LDHs的结
构非常类似于水镁石[Mg(OH)
2]，由MgO
6
八面体共用棱形成单元层，位于层上的
Mg2+可在一定的范围内被Al3+同晶取代，使得层板带正电荷，层间有可交换的CO
3
2-与层板上的正电荷平衡，使得LDHs的整体结构呈电中性。

由于层板和层间阴离子通过氢键连接，使得LDHs层间阴离子具有可交换性。

此外，在LDHs中存在层间水这些水分子可以在不破坏层状结构条件下除去。

2.1性质
碱性
LDHs的层板由镁八面体和铝氧八面体组成。

所以，具有较强的碱性。

不同的LDHs的碱性强弱与组成中二价金属氢氧化物的碱性强弱基本一致，但由于它一般具有很小的比表面积(约5—20m2/g)，表观碱性较小，其较强的碱性往往在其煅烧产物LDO中表现出来。

LDO一般具有较高的比表面积(约200—300m2/g)、三种强度不同的碱中心和不同的酸中心，其结构中间中心充分暴露，使其具有比LDH更强的碱性。

层间阴离子的可交换性
LDHs的结构特点使其层间阴离子可与各种阴离子，包括无机离子、有机离子、同种离子、杂多酸离子以及配位化合物的阴离子进行交换。

利用LDHs的这种性质可以调变层间阴离子的种类合成不同类型的LDHs，并赋予其不同的性质，从而得到一类具有不同功能的新材料。

热稳定性能
LDHs加热到一定温度发生分解，热分解过程包括脱层间水，脱碳酸根离子，层板羟基脱水等步骤。

在空气中低于200οC时，仅失去层间水分，对其结构无影响，当加热到250~450οC时，失去更多的水分，同时有CO
2
生成，加热到450~500οC
时，CO
32-消失，完全转变为CO
2
，生成双金属复合氧化物（LDO）。

在加热过程中，
LDHs的有序层状结构被破坏，表面积增加，孔容增加。

当加热温度超过600οC 时，则分解后形成的金属氧化物开始烧结，致使表面积降低，孔体积减小，通常
形成尖晶石MgAl
2O
4
和MgO。

记忆效应
在一定温度下将LDHs焙烧一定时间的样品（此时样品的状态通常是LDH中金属离子的复合氧化物）加入到含有某种阴离子的溶液介质中，其结构可以部分恢复到具有有序层状结构的LDHs。

一般而言，焙烧温度在500℃以内，结构的恢复是可能的，以MgAl-LDHs为例，温度在500℃内的焙烧产物接触到水以后其结构可以部分恢复到具有有序层状结构的LDH；当焙烧温度在600℃以上时生成具有尖晶石结构的焙烧产物，则导致结构无法恢复。

组成和结构的可调控性
由于LDHs没有固定的化学组成，其主体层板的元素种类及组成比例、层间阴离子的种类及数量、二维孔道结构可以根据需要在宽范围调变，从而获得具有特殊结构和性能的材料。

LDHs组成和结构的可调变性以及由此所导致的多功能性，使LDHs成为一类极具研究潜力和应用前景的新型材料。

阻燃性能
LDHs在受热时，其结构水合层板羟基及层间离子以水和CO
的形式脱出，起
2
的阻燃作用；LDHs的结构水，层板羟基以及层间到降低燃烧气体浓度，阻隔O
2
离子在不同的温度内脱离层板，从而可在较低的范围内（200~800℃）释放阻燃物质。

在阻燃过程中，吸热量大，有利于降低燃烧时产生的高温，可以作为无卤高抑烟阻燃剂，广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。

红外吸收性能
2-的强特征吸收峰，在1000~400cm-1范围有LDHs在1370cm-1附近出现层间CO
3
层板上M-O键及层间阴离子的特征吸收峰，并且其红外吸收范围可以通过调变组成加以改变。

3 合成方法
3.1 类水滑石材料的制备方法
有关类水滑石材料的合成方法有很多报道，常用的制备方法主要有四种：共沉淀法，离子交换法，煅烧- 再水合法（结构重建），水热合成法。

1.1 共沉淀法
共沉淀法(co- precipition)是最常见的合成类水滑石化合物的方法。

1942 年Feitknecht 等首先用这种方法合成了HTLcs。

一般来说此方法是将M2+、M3+的盐
2-）和沉淀剂同时滴加并且控制pH 值为10 左右，pH 的溶液（Cl-，NO3-，SO
4
范围取决于M2+、M3+的性质和浓度。

共沉淀法具有以下优点：①此方法可以在常温常压下进行。

②几乎所有M2+、M3+都可以用此方法制备相应的HTLcs，并且产物中M2+和M3+的比例几乎和初始加入盐的比例相同。

③通过选择不同种类的盐可以得到层间不同阴离子的HTLcs 。

但需要注意的是该方法的影响因素也很多，如滴加的方式，陈化的时间，陈化的温度，体系pH 值，沉淀剂的选择，盐中阴离子的影响。

3.2 离子交换法
离子交换法（ion- exchange）是基于类水滑石化合物层间的阴离子可交换而实现的，首先制得层间含体积较小的水滑石前体，然后利用水滑石阴离子的可交换性，将要插入的阴离子与水滑石层间的阴离子在一定条件下进行交换。

离子交换法是合成具有较大阴离子基团柱撑水滑石的重要方法，通过控制离子交换的反应条件，不仅可以保持水滑石原有的晶相结构，还可以对层间阴离子的种类和数量进行设计和重组，实验证明:水滑石合成过程中合成方法、混合溶液中镁铝比、p H 值, 合成温度等都会影响水滑石产品的质量。

所以离子交换过程中应注意控制好体系的温度及pH 值。

离子交换的选择性与交换离子的浓度成正比，因此Cl- ，
2-的水滑石是比较容易制备的但NO3- 等阴离子是很好的离子交换前体，虽然含CO
3
由于其有较强的亲和力所以不易被交换，据有关文献报道在稀酸溶液中，水滑石2-是可以被取代的。

目前，离子交换法主要以Cl-、NO3- ，OH-型水滑石为交的CO
3
2-型水滑石为前体的离子交换却很少有报道，因为人们普遍认换前体，而以CO
3
2-。

为层间阴离子易于被交换的次序为OH-＞F-＞Cl-＞Br-＞NO3-＞I-＞CO
3
3.3 煅烧-再水合法
煅烧- 再水合法（calcination- rehydration）利用的是类水滑石化合物“结构记忆效应”，先将制得的水滑石在高温下煅烧，然后将煅烧产物在水热的条件下置于含欲插入阴离子的溶液中，这时就会发生原体水滑石的重建，形成新的层状化合物。

这种方法可以避免其它阴离子的进入，同时还可以控制晶粒的大小。

Miyata的研究表明：合成温度决定着水滑石晶粒的粒径，在室温到180℃的范围内，粒径是随着温度的升高而增大的，当温度大于200℃时，粒径随着温度的升高反而减小。

Kovanda在不同的条件下（陈化时间，反应温度和浓度）合成类水滑石化合物，探讨了粒径大小的决定因素。

3.4 水热合成法
水热法（hydrothermal method）是一种在密闭容器内完成的湿化学方法，它利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的物质通过溶解或反应生成该物质的溶解产物，并使其呈过饱和态从而结晶生长的方法。

通常水热法制备类水滑石化合物是和其他方法结合使用的。

M.MohhanRao首次用水热法和尿素水解法制备了镁铝水滑石，他们得到的水滑石的纯净相0.125≤x≤0.66，而我们通常用共沉淀法制备的水滑石的纯净相0.2≤x≤0.3，同时使用尿素作为沉淀剂不会引入其他的碱金属离子。

在这些合成方法中，共沉淀法只适用于部分有机阴离子柱撑水滑石的合成，而对于很多直链羧酸和二元羧酸的插层，用共沉淀法往往得不到具有理想晶相结构的柱撑水滑石；煅烧- 再水合法被认为是一种普遍适用的插层方法，但由于需要对水滑石前体进行450- 500℃高温焙烧以及后续阶段中严格的氮气保护等苛刻的反应条件，限制了其应用和推广；离子交换法是合成柱撑水滑石的重要方法，通过控制离子交换的反应条件，不仅可以保持水滑石原有的晶体结构，还可以对层间阴离子的种类和数量进行设计和组装，因而值得深入研究；水热合成法具有结晶好、团聚少、纯度高、粒度分布窄和易于控制粒径等特点，所以在制备纳米类水滑石化合物经常用到，此外水热法还易于和其他方法结合使用。

4 水滑石的应用
4.1 催化方面的应用
由于类水滑石化合物具有独特的层状结构，从而可以作为碱性催化剂、氧化还原催化剂以及催化剂载体，如：它可以作为加氢、重整、裂解、缩合、聚合等反应的催化剂。

汤颖，刘晔采用共沉淀法，用不同的金属盐为Cu 源和Zn 源合成了一系列CuZnAl 类水滑石，以此为前体经600℃焙烧后制得相应催化剂。

制备的类水滑石用于甲醇水蒸气的重整实验，研究表明：用硝酸盐和醋酸盐合成的类水滑石结晶度高，其衍生催化剂比表面积大、Cu 的分散性好且易于还原；而用硫酸盐和盐酸盐合成的水滑石结晶度差，其衍生催化剂比表面积小、Cu 的分散性差且不易还原。

反应评价结果显示，用硝酸盐和醋酸盐制得的催化剂活性高、反应稳定性好；而用硫酸盐和盐酸盐制得的催化剂由于低的Cu 表面积以及S和Cl的毒化作用而几乎无催化活性。

César Jiménez，Sanchidrián等研究了Mg/Al，Mg/Al/Sn 和Mg/Al/Zr一系列的类水滑石化合物对环己酮的Baeyer–Villiger 氧化反应的催化作用，并提出了反应的机理。

DasariKishore, Srinivasan等考察了三元水滑石类化合物在液相中对草蒿脑异构化为茴香脑的催化作用，通过实验他们得出MgNiAl-31对反应的催化活性最高。

Manuel Mora等在镁铝水滑石上负载Pt2+，研
究发现得到的水滑石类化合物在2- 乙氧基苯和苯基硼酸的Suzuki 偶联反应中有很好的催化活性，并且反应是在温和的水溶液中进行的。

HTLcs 还可作为多相碱性催化剂，其作为碱性催化剂具有在空气中稳定性、操作过程的可测量性、可回收再利用等优点，在一些反应中可取代传统的碱性催化剂。

如Sònia Abelló等制备的水滑石用于醇醛缩合反应，研究表明：铝水滑石具有很高的活性，但是由于存在着活化中心中毒以及再回收利用耗时过多等缺点，目前还无法应用于工业化生产。

4.2 在离子交换和吸附方面的应用
由于HTLCs 层间的阴离子具有可交换的特性，所以它可作为阴离子交换剂使用。

HTLcs 的阴离子交换能力与其层间的阴离子种类有关，高价阴离子易于交换进入HTLcs 层间，低价阴离子易于被交换出来。

HTLCs 具有较大的内表面积，所以可被用来作为吸附剂。

目前，在印染、造纸、电镀，核废水处理气体吸附等方面已有使用HTLcs 作为吸附剂的相关报道。

Mohamed Bouraada等用煅烧- 再水合的方法制得了在层间插入十二烷基的HTLcs，研究表明此类类水滑石化合物可以从水溶液中除去碱性染料。

另外HTLCs 可作为酚类吸附剂，可以从废水中吸附三氯苯酚(TCP)、三硝基苯酚(TNP)等。

HTLcs 的离子交换性能力与阴离子交换树脂相似，但其离子交换容量相对较大(如水滑石，3.33meq/g)、耐高温(300℃)、耐辐射、不老化、密度大体积小，这些特点尤其适合于核动力装置上放射性废水的处理，如在核废水中放射性I-离子的处理。

S. P. Paredes等研究了类水滑石化合物对放射性I-的吸附性能，水滑石对131I- 的吸附主要取决于两个方面：一是水滑石层间的阴离子类型；另一个是水滑石的表面积。

研究发现，在微波辐射下用离子交换法制备的水滑石有很大的表面积，层间含有机阴离子的水滑石对放射性
131I-的吸附作用优于层间含NO
3-，CO
3
2-的水滑石。

另外类水滑石化合物在吸附
气体方面的应用也有报道，A.E. Palomares等研究了含Cu 和Co 的镁铝类水滑石
的对氮氧化合物的吸附作用，反应在低温下的SO
2
水溶液溶剂中进行，研究表明，当Cu2+和Co2+的含量分别为10%和15%时，吸附量最大，同时还发现当掺入1% 的Pt，Pd，或V 时，催化剂的活性增强。

原因是掺入的物质改变了水滑石的酸碱性，同时也增强了金属离子的氧化性。

当Co/Mg/Al=15/60/25 ，含1wt% V 时，活性
最高。

类水滑石化合物在高温中可以吸附CO
2
，这对于水煤气转化实验和水蒸气重整有重要的作用，如果在天然气发电中使用水滑石材料做催化剂理论上可减少5.5%- 8.6%的功率损耗。

4.3 医药方面的应用
类水滑石化合物作为药物也有广泛的应用。

镁铝类水滑石可以用作治疗胃病如胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡等常见疾病，类水滑石通过中和反应调节胃液pH 值使其缓冲范围达到pH=3- 5，从而有效地抑制胃蛋白酶的活性，药效显著且持久。

它作为抗酸药，正在迅速取代第一代氢氧化铝类传统抗酸药。

通过在层间插入活性组分制成HTLCs，可以广泛地被应用在医药和化妆品领域。

Umberto Costantino 等用离子交换法制备了在层间插入诸如布洛芬、消痛宁以及一些酮类药物的类水滑石化合物，研究表明，这些药物在生物体液中更容易溶解，有效改善了原体药物的溶解性，同时对生物体没有任何副作用。

L. Tammaro等研究发现在层间插入氯霉素琥珀酸阴离子的纳米镁铝水滑石可以作为一类抗生素药物，这样可以改善原体药物瞬间释放而持续时间短的缺点。

另外，Luana Perioli还发现在锌铝水滑石中加入防晒剂4-BHF，可以有效平衡皮肤的pH 值和水分，更好地达到防晒效果。