文 献 综 述

水滑石类化合物是一类典型的阴离子型插层材料，又称为层状双羟基复合金属氢氧化物(Layered Double Hydrotalcite，简写为LDHs)，它的插层化合物称为插层LDHs。LDHs的主体层板内存在离子键，客体与主体之间通过静电作用、氢键、范德华力等以有序方式结合。这种多元素、多键型特性使LDHs成为一类新的超分子复合材料。1842年Hochstetter首先从瑞典的片岩矿层中发现了天然水滑石矿；二十世纪初人们由于发现了LDH对氢加成反应具有催化作用而开始对其结构进行研究；1942年，Feitknecht等通过共沉淀方法人工合成出了LDHs，并提出双层结构模型的设想。1969年，Allmann通过单晶结构测定，确定了LDHs的层状结构。20世纪70～80年代，LDHs及其焙烧产物在催化剂方面的应用得到了广泛研究。20世纪年90代初，中国的科研工作者也开始对其性能和应用展开大量的科学研究。东北师范大学王恩波课题组主要对水滑石的结构性能和应用进行研究^【1-2】北京化工大学应用化学段雪课题组则主要对水滑

石的合成方法进行研究并^【3-4】开发出了多种水滑石新型材料。因

其具有层板离子可调变性，层间阴离子可交换性，且同时具有碱性，热稳定性等性质。使其组成与结构灵活多变，为人们的设计组装提供了可能性，利用水滑石层间阴离子的可交换性和层板离子可替代性，根据使用需要的不同可以将不同的阴离子基团插入到水滑石层间或利用二价、三价金属阳离子替代层板金属离子，制备有不同性质功能的水滑石复合材料。基于水滑石化合物的这些特性，它在催化、催化剂载体等方面的应用变得越来越广泛。

近年来，插层LDHs功能材料的制备化学取得了很大进展，探索出多种可控性制备方法和实验规律。在超分子结构模型、插层组装机理、薄膜制备、功能开发等诸方面得到了具有指导意义的结论和规律。利用LDHs结构的多样性，以多种插层组装方法将功能性客体插入层问，通过改变插层组装条件调节其性能，可开发出许多功能超分子插层LDHs材料。目前，LDHs插层组装材料在工业催化、生物医药、环境保护、电子材料等领域获得了广泛应用并显示出良好的前景。LDHs是由层间阴离子与带正电层板有序组装而形成的化合物，其结构类似于水镁石Mg(OH)₂，由MO₆八面体(M表示金属)共用棱边而形成主体层板。LDHs的化学组成通式为：[M_1-x² M_x³ #183;(OH)₂]^x (A^n-)_x/n#183;mH₂O，其中M² 和M³ 分别为主体层板的

二价和三价金属阳离子，A^n-为层间阴离子；x为M³ 与(M² M³ )的摩尔

比；m为层间水分子的个数。位于层板上的二价金属阳离子M² 可以在一定

的比例范围内被离子半径相近的三价金属阳离子M³ 同晶取代，使主体层

板带部分的正电荷；层间可以交换的客体阴离子A^n-与层板正电荷相平

衡，保持LDHs的电中性。