水滑石的功能化改性及其应用研究*

2021-09-13秦路彦王艳华郭新成陈少棚陈晓浪

功能材料 2021年8期

吴忧，秦路彦，王艳华，郭新成，陈少棚，陈晓浪

(材料先进技术教育部重点实验室，西南交通大学材料科学与工程学院，成都 610031)

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水滑石类化合物材料(LDHs)是由层状双金属氢氧化物插层组装而成的一系列超分子材料，又称层状阴离子型化合物，最早由Hochstetter于1842年在瑞典的片岩地层中发现，其结构类似于水镁石Mg(OH)2，是由带正电荷的层板和层间的阴离子通过非共价键连接而成的化合物，图1a为LDHs结构示意图[1]。

图1 LDHs的结构示意图(a)和近年来在科研论文中的记录(b)和被引情况(c)[1]

自然界中的LDHs类化合物矿石储量很少，且自然形成的LDHs矿石成分复杂，不易去除杂质，因而，常采用人工的方法来合成。常用LDHs的制备方法有共沉淀法、水热合成法、离子交换法、焙烧复原法。除这些外，还采用成核-晶化法、溶胶-凝胶法以及微波照射法等。LDHs类化合物由于其独特的层状结构，既具有层间阴离子可交换性，又具有层板阳离子的同晶取代性，故常通过改变其离子种类来合成不同类型的LDHs，赋予其不同性能。其良好的组织和结构的可调控性，使其逐渐受到人们关注和重视(图1b和c)。另一方面，因其优良的化学性能，如催化性、吸附性以及阻燃性则使其广泛应用于催化、离子交换与吸附、阻燃以及医药抗菌等领域。本文主要对LDHs类化合物多功能改性进行了综述，介绍了改性LDHs的制备方法以及其在催化、吸附、阻燃和抗菌领域的应用情况，并展望了LDHs材料未来的发展及研究方向。