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本文利用共沉淀法、离子交换法和焙烧复原法三种方法,通过优化和改变反应条件,将三种氨基酸系列的有机阴离子-对氨基苯甲酸阴离子(p-Aminobenzoic acid)、脯氨酸阴离子(L-proline)、对羟基苯甲酸阴离子(4-hydroxybenzoic acid)和荧光素阴离子(Fluorescein acid)插入到镁铝水滑石层间,利用XRD、FT-IR、TG-DSC、SEM和UV-Vis等方法对所得到的阴离子柱撑水滑石复合物p-Aminobenzoic Acid-LDHs、L-proline-LDHs、4-hydroxybenzoicacid-LDHs和Fluorescein acid-LDHs的组成、结构和性能进行了分析表征。
研究结果表明,三种方法均成功制备对氨基苯甲酸柱撑水滑石,合成相应的插层水滑石层柱材料,用XRD、FT-IR、TG-DSC等对其结构进行表征,结果表明:各种方法均能合成相应的插层水滑石层柱材料,层间距分别扩大为0.81nm、0.79nm、1.45nm。考察了三种合成材料的紫外吸收性能,其紫外吸收强弱与对氨基苯甲酸插层水滑石分子后的层间距大小有关,该研究指出对氨基苯甲酸插层水滑石作为一种紫外吸收层柱材料在化妆品领域的应用潜力。
采用三种方法制备的脯氨酸柱撑水滑石,均以碳酸根型镁铝水滑石为前驱体,所得的插层产物层间距分别扩大为0.86nm,1.12nm和1.07nm。插层产物具备超分子结构和良好的稳定性,热重分析结果显示,插层后脯氨酸的分解温度由原来的200℃提高到429.9℃,热稳定性提高。由离子交换法制备的脯氨酸插层水滑石,分别在不同的温度条件下110℃、130℃、140℃下可控的将L-脯氨酸(L-proline)插入镁铝水滑石层间,所得L-proline柱撑水滑石超分子结构层柱材料采用XRD、FT-IR、TG-DSC对其进行了结构表征。结果表明:所合成产品具有良好的结晶度和规整的层状结构,同时L-proline的热稳定性能明显提高;在三种温度下,层板间距分别扩大为0.82nm、1.44 nm和1.2nm。根据半经验PM3分子轨道法优化计算得到的L-proline三维尺寸推测,给出了产品的超分子结构模型:在110℃下,L-proline以平向结构进入层间;在130℃下,L-proline以垂直纵向结构进入层间;在140℃下,L-proline以垂直横向结构进入层间,并给出超分子模型。
采用焙烧复原法成功制备对羟基苯甲酸柱撑水滑石,层间距扩大为0.94nm。结果表明,由焙烧复原法制备的插层产物具有良好的结晶度和规整的层状结构,热重结果分析得知,对羟基苯甲酸的分解温度提高到462.1℃,热稳定性明显提高。
以微波结晶法制备的碳酸根型镁铝水滑石为前体,超分子荧光素为客体,由三种方法组装合成了荧光素插层镁铝水滑石的复合材料。通过XRD、FT-IR等对其结构进行表征。结果表明:各种方法均能合成相应的插层水滑石层柱材料,层间距分别扩大为1.30nm、1.61nm、1.07nm。并对其荧光发光性能进行研究,得到插层后的发光规律。