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超分子化学又被称之为主-客体化学,其研究对象是分子间各种弱相互作用(氢键、π...π、p...π和范德华力等)以及分子间弱相互作用诱导的分子识别。在靶向药物研究、分子机器和新材料等诸多领域中,超分子体系中各种弱相互作用之间协同发挥着重要作用。 插层组装化学是以主客体相互作用为原理指导的新兴交叉学科,定向和有效的制备特定结构和功能性质的插层化合物是获得新材料的重要途径之一。 高岭土是一种天然存在的层状铝硅酸盐矿物,并广泛地分布在世界各地。天然高岭土矿物层间含有一定量的水分子,水分子与高岭土层的内表面羟基以及内羟基之间形成氢键。高龄土层间的水分子可被一些有机分子取代,因此,让有机分子进入高岭土层内,可制备高岭土插层化合物。高岭土/有机物插层复合物是新型复合材料的前驱体,在耐高温高强度高分子材料、高效催化剂、新型导电材料、高性能陶瓷等领域,有着良好的应用前景。 在已报道的文献中,各种高龄土插层化合物都是通过溶液法制备,即,插层剂和高岭土在有机溶剂中回流制备插层化合物,该方法需要较长的反应时间。 在本论文工作中,用溶剂热方法,我们将三种互为同分异构体的极性分子:2-氨基吡啶、3-氨基吡啶和4-氨基吡啶分别插层到高岭土层间,得到2-氨基吡啶/高岭土、3-氨基吡啶/高岭土和4-氨基吡啶/高岭土三种插层复合物,分别记作2-APy-K,3-APy-K和4-APy-K。我们用粉末X-射线、红外光谱(4000-400 cm-1)、热重分析、扫描电镜等现代分析技术表征了三种插层复合物。和高岭土原土相比,三种高岭土插层复合物的内羟基和内表面羟基伸缩振动频率发生较大变化,且互不相同。插层复合物插层剂分子的脱嵌温度也各异,2-APy-K、3-APy-K和4-APy-K分别在~112℃、~136℃和~181℃时脱嵌。在介电性质研究中,我们发现,在100-104Hz频率范围内,2-APy-K和3-APy-K出现一步介电弛豫,而4-APy-K出现了两步介电弛豫行为。在室温和低频区,2-氨基吡啶/高岭土插层化合物和4-氨基吡啶/高岭土插层化合物表现出高介电常数(大于103)。上述结果表明,三个插层剂分子与高岭土层间的主-客体相互作用不同。