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其化學(xué)組成可以表示為[MⅡ1-xMⅢx(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O,其中MⅡ?yàn)镸g2+,Ni2+,Co2+,Zn2+,Cu2+等二價(jià)金屬陽(yáng)離子;MⅢ為Al3+,Cr3+,F(xiàn)e3+,Sc3+等三價(jià)金屬陽(yáng)離子;An-為陰離子,如CO32-,NO3-,Cl-,OH-,SO42-,PO43-,C6H4(COO)2 2-等無(wú)機(jī)和有機(jī)離子以及絡(luò)合離子,則層間無(wú)機(jī)陰離子不同,LDHs的層間距不同。當(dāng)x值在0.2-0.33之間,即MⅡ/MⅢ摩爾比介于2~4之間時(shí)能得到結(jié)構(gòu)完整的LDHs。而且可以和鈣鋅穩(wěn)定劑混用,熱穩(wěn)定性效果和性價(jià)比好,已經(jīng)可以用在食品包裝上了。在LDHs晶體結(jié)構(gòu)中,由于受晶格能低效應(yīng)及其晶格定位效應(yīng)的影響,使得金屬離子在層板上以一定方式均勻分布,即在層板上每一個(gè)微小的結(jié)構(gòu)單元中,其化學(xué)組成不變。
9、微波晶化法
該法在合成中用微波輻射的方法促進(jìn)快速形成良好晶形的水滑石。文獻(xiàn)報(bào)道比較多的主要是采用二元、三元同多或雜多酸陰離子做柱撐劑,用它們考察過(guò)的催化反應(yīng)有加氫、重整、裂解、縮聚、費(fèi)—托合成制低碳醇、酯化、催化氧化等。近年來(lái)P. Benito等人已經(jīng)利用微波輻射法研究了一系列水滑石類化合物,利用微波的特殊反應(yīng)環(huán)境(均勻的快速升溫加熱)得到了較理想實(shí)驗(yàn)效果(產(chǎn)物粒子的快速均勻生長(zhǎng)),并且還結(jié)合微波與水熱條件來(lái)處理材料得到了具有一定孔結(jié)構(gòu)的材料。在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上對(duì)水滑石材料的制備進(jìn)行了一定的創(chuàng)新。
在催化方面的應(yīng)用
因水滑石具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性,從而可以作為堿性催化劑、氧化還原催化劑以及催化劑載體。LDHs及LDO在功能高分子材料方面的應(yīng)用使陰離子型層柱材料的應(yīng)用領(lǐng)域得以極大地拓展,使其應(yīng)用不僅僅局限于傳統(tǒng)的催化、吸附、離子交換等方面,是應(yīng)用上質(zhì)的飛躍。如:它可以作為加氫、重整、裂解、縮聚、聚合等反應(yīng)的催化劑;Suzuki和Reichle分別報(bào)道了用水滑石及不同陰離子取代的水滑石作2-羥基丁醛縮聚反應(yīng)的催化劑,以及用含稀土La水滑石催化合成鄰苯二甲酸二戊酯等。
LDHs作為多相堿性催化劑,在許多反應(yīng)中正在取代NaOH、KOH等傳統(tǒng)堿性催化劑。柱撐過(guò)程的選擇性與層板組成元素、反應(yīng)介質(zhì)、柱撐有機(jī)陰離子的空間結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)相關(guān),這種方式多用于插入較大體積的客體分子。由于同多和雜多陰離子柱撐水滑石具有獨(dú)特的性能,如具有可調(diào)變的孔道結(jié)構(gòu)及較強(qiáng)的擇形催化和酸堿性能而倍受人們的重視。文獻(xiàn)報(bào)道比較多的主要是采用二元、三元同多或雜多酸陰離子做柱撐劑,用它們考察過(guò)的催化反應(yīng)有加氫、重整、裂解、縮聚、費(fèi)—托合成制低碳醇、酯化、催化氧化等。