基于層狀雙氫氧化物的功能性雜化材料的制備與表征.pdf

1、層狀雙氫氧化物(layered double hydroxides，LDHs)是一種陰離子型層狀納米材料，具有形貌可控、結(jié)構(gòu)可調(diào)等獨(dú)特的性質(zhì)。作為一種功能性納米粒子，LDHs在催化、吸附、聚合物添加劑、生物醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。近年來(lái)，雜化材料這一理念被不斷地發(fā)展和應(yīng)用。利用雜化技術(shù)制備兩種以上納米粒子的雜化結(jié)構(gòu)，不僅可以在更大程度上利用不同納米材料各自的優(yōu)異物理及化學(xué)性能，而且還可以通過(guò)納米粒子之間的協(xié)同效應(yīng)賦予其新的特性

2、。因此，制各新型的基于LDHs的雜化材料將充分發(fā)揮LDHs和其他納米粒子各自的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步拓寬LDHs的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　本論文分別通過(guò)電沉積法和水熱-原位合成法制備了兩種新型的基于LDHs的雜化結(jié)構(gòu)，并初步探索了雜化材料在電化學(xué)傳感器、染料吸附等方面的性能。主要研究工作包括如下內(nèi)容:
　　第一部分，成功制各了可以在水中穩(wěn)定分散的MgAl-LDHs，將其滴覆在玻碳電極表面成膜。通過(guò)電沉積法將Ag+沉積在LDHs修飾的玻碳電極上

3、，得到樹(shù)枝狀A(yù)g納米粒子雜化結(jié)構(gòu)/LDH修飾的玻碳電極。通過(guò)電化學(xué)測(cè)試和形貌表征考察了樹(shù)枝狀A(yù)g納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理，發(fā)現(xiàn)LDH載體的引入可以減緩Ag+的還原速率，從而在電沉積過(guò)程中得到尺寸更小、分布更密集的樹(shù)枝狀A(yù)g納米結(jié)構(gòu)。通過(guò)優(yōu)化滴覆LDHs的濃度和電沉積時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件，可以得到性能優(yōu)異的H202電化學(xué)傳感器，其線性檢測(cè)范圍為10μM～19.33 mM，檢測(cè)限為2.2μM，響應(yīng)時(shí)間小于3s。該傳感器還具有良好的抗干擾性能和可重復(fù)性。

4、
　　第二部分，首先通過(guò)水熱法在氧化石墨烯納米片層表面原位生長(zhǎng)NiAl-LDHs，得到GO/LDH雜化材料。形貌表征發(fā)現(xiàn)，GO/LDH雜化材料中LDHs均勻地生長(zhǎng)在GO片層表面，成功地避免了團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生。將GO/LDH雜化材料在氮?dú)庵徐褵€原，得到了具有磁響應(yīng)性的石墨烯（rGO）/Ni/混合氧化物(MMO)雜化材料。進(jìn)一步對(duì)rGO/Ni/MMO雜化材料對(duì)染料的吸附能力進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)該雜化材料對(duì)甲基橙(MO)具有優(yōu)異的吸附能力，

5、其飽和吸附量為210.8 mg g-1。吸附等溫式分析表明rGO/Ni/MMO雜化材料對(duì)MO的吸附過(guò)程符合Redlich-Peterson等溫式模型，動(dòng)力學(xué)分析表明該吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型。此外，rGO/Ni/MMO雜化材料還具有良好的循環(huán)吸附能力，因此在環(huán)境保護(hù)（如污水處理）等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　本論文分別成功制備了以LDHs為基底負(fù)載其他納米粒子和以其他納米粒子為基底負(fù)載LDHs納米片層兩種雜化結(jié)構(gòu)，探索了