本文關(guān)鍵詞：層狀功能材料的團(tuán)聚控制及層狀模板法制備普魯士藍(lán)納米晶的研究

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【摘要】：LDHs(層狀復(fù)合金屬氫氧化物)是一類具有層狀結(jié)構(gòu)的無機(jī)功能材料,利用其可插層性可以制備多種復(fù)合材料。LDHs獨特的層間納米孔道所具有的限域效應(yīng)也為二維材料的構(gòu)筑提供了可行性。本文先制備了兩種常用的高規(guī)整、高分散的LDHs模板材料,后選取Mg2Al-Cl-LDHs作為模板限域構(gòu)建LDHs-PB(普魯士藍(lán))復(fù)合材料,并通過酸解層板制備出無基底連接的普魯士藍(lán)納米片。主要工作如下：1、通過提高晶化溫度、延長晶化時間使LDHs晶核表面原子重新排布,晶體結(jié)構(gòu)更加完整；同時LDHs的表面電荷分布更加均勻,對應(yīng)的Zeta電位升高,靜電斥力增加,從而降低LDHs顆粒的團(tuán)聚度。本論文以100℃、6h為晶化條件制備出高規(guī)整、高分散的Zn2Al-NO3-LDHs與Mg2Al-Cl-LDHs納米模板材料。2、選用規(guī)整性良好、團(tuán)聚度低的Mg2Al-Cl-LDHs為模板,利用其層板均勻分布的正電荷,插層得到LDHs-FeⅡ(CN)64-中間體,再將Fe3+加入體系于層間限域配位構(gòu)建LDHs-PB材料。詳細(xì)研究了配位反應(yīng)時間、Fe3+配位量及溶劑選擇對反應(yīng)過程的影響。分析得出以限域配位反應(yīng)12h、 Fe3+:FeⅡ(CN)64-=1、水：甲醇=4.5：95.5的制備條件可以獲得超分子結(jié)構(gòu)與配位結(jié)構(gòu)同時完整的LDHs-PB材料。之后使用pH=1的鹽酸將LDHs層板分解,得到無基底連接的二維結(jié)構(gòu)普魯士藍(lán)納米片。此外,本論文還研究了層間普魯士藍(lán)的配位過程與超分子主-客體間的競爭作用,以及LDHs的層間堿性微環(huán)境對普魯士藍(lán)的穩(wěn)定性的影響。豐富了以LDHs為模板合成二維材料的基礎(chǔ)理論,拓展了基于超分子結(jié)構(gòu)構(gòu)建二維納米材料的領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：水滑石 普魯士藍(lán) 團(tuán)聚 超分子 限域合成
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB34;TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-14
• 第一章 緒論14-26
• 1.1 引言14
• 1.2 LDHs材料簡述14-18
• 1.2.1 LDHs材料的結(jié)構(gòu)14-15
• 1.2.2 LDHs材料的性質(zhì)15-16
• 1.2.3 LDHs材料的制備方法16-17
• 1.2.4 基于LDHs的插層粉體材料的應(yīng)用17
• 1.2.5 LDHs前驅(qū)體的尺寸與分布控制17-18
• 1.3 以LDHs為模板限域制備二維材料的研究現(xiàn)狀18-24
• 1.3.1 以LDHs為模板限域制備二維聚合物18-19
• 1.3.2 以LDHs為模板限域制備二維碳材料19-20
• 1.3.3 以LDHs為模板限域制備二維類普魯士藍(lán)化合物材料20-24
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容、目的和意義24-26
• 第二章 實驗部分26-30
• 2.1 試劑與材料26
• 2.2 實驗儀器26-27
• 2.3 高規(guī)整度、高分散LDHs模板制備27
• 2.3.1 使用成核/晶化隔離法制備Zn_2Al-NO_3-LDHs27
• 2.3.2 使用成核-晶化隔離法制備Mg_2Al-Cl-LDHs27
• 2.4 層狀模板法二維普魯士藍(lán)化合物的制備27-29
• 2.4.1 使用離子交換法制備Mg_2Al-Fe~Ⅱ(CN)_6-LDH27-28
• 2.4.2 原位配位制備Mg_2Al-Fe~Ⅲ[Fe~Ⅱ(CN)_6]-LDH28
• 2.4.3 酸溶解LDHs層板制備無模板連接的二維普魯士藍(lán)化合物28
• 2.4.4 無模板制備普魯士藍(lán)化合物28
• 2.4.5 普魯士藍(lán)化合物堿性分解反應(yīng)28-29
• 2.5 樣品表征29-30
• 第三章 高規(guī)整度、高分散LDHs模板材料的可控制備與研究30-44
• 3.1 引言30-31
• 3.2 高規(guī)整度、高分散Zn_2Al-NO_3-LDHs的晶化條件探究31-41
• 3.2.1 高規(guī)整度、高分散Zn_2Al-NO_3-LDHs的晶化溫度探究31-35
• 3.2.2 高規(guī)整度、高分散Zn_2Al-NO_3-LDHs的晶化時間探究35-41
• 3.3 高規(guī)整度、高分散Zn_2Al-NO_3-LDHs的制備41-42
• 3.4 小結(jié)42-44
• 第四章 以LDHs為模板合成二維PB納米晶的研究44-66
• 4.1 引言44
• 4.2 實驗方案44-45
• 4.3 結(jié)果與討論45-63
• 4.3.1 LDHs-Cl與LDHs-Fe~Ⅱ(CN)_6的表征與分析45-49
• 4.3.2 LDHs-PB層間配位過程研究49-59
• 4.3.3 酸解LDHs-PB制備PB納米片59-63
• 4.4 小結(jié)63-66
• 第五章 結(jié)論與展望66-68
• 5.1 結(jié)論66
• 5.2 展望66-68
• 論文的創(chuàng)新點68-70
• 參考文獻(xiàn)70-78
• 致謝78-80
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80-82
• 作者和導(dǎo)師簡介82-83
• 附件83-84

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1105378