阴离子表面活性剂层状液晶中制备SAALDHs纳米片及其性能研究

1、 学位沦 文完成日 期： 二 答 辩 委 员 会 成员 签字 本 论文 分别 采用阴离 子表 面 活性 剂 十 二 烷 基 硫酸 钠 投 灰一 夯面 活性 剂 类水 滑 石 甃 杂 化物 ， 并 以 此 为基 础 ， 研究杂 化物 对疏水 性 、非 离 子药 物 阿维菌素 幸 锊 宀阌肟 厥托阅 苎芯 浚 ， 欢 缺 椒 为模 型分子， 考 察杂 化物 对有 机污 染 物 的吸 附 性 能 。 本 论文 对产 物 形貌 、 结构 及性 能 进行了表 征， 探索 了自 溶致 液 晶 中制备类水 滑 石纳 米 结构 材 料的基 本 规律，为构 筑 高 性 能 类水 滑石纳 米 功能 材 料提 供

2、科学依据 。 的无 机盐溶液 代 替 纯 水 ， 的纳 米 片。 产 物 片层薄 ， 片与 片相 互叠 加 形成明 显 的层状 和 刂 瞥 恋 砑 劣昧縭 ， 体 系 反 应 厚 度 为 稍 谖 郊帘砻嫖 酱锲胶狻 谋湮 廴疚 锍 跏寂 炔舛 吸 附 等 温线 ，实 验 结果 显 示 吸 附 量 与 平 衡浓度 基 本 呈线 性 关 系 ， 表 明 甋 杂 化物 对有 机物 具有 较 强的吸 附 能 力 。 分析 认为， 液 晶 相 中表 面 活性 剂 形成有 序 结构 ， 它们 在 类水 滑 石表 面 的吸 附 量 大 于 溶液 中无 序 的表 面 活性 剂 吸 附 量 。 因 此 ， 甋

3、对有 机物 奈 侥芰步 锨 俊 蚅 链结构 的 菇 氖杷 欣 贒 吸 附 。子表 面 活性 剂 层状 溶致 液 晶 作 反 应 介 质 ， 分别 制备了吸 附 有 表 面 活性 剂 的 、 和 二 元 类水 滑 石。 其 巾 ， 、 类水 滑 石具有典 型的多 级 衍射 峰 ， 峰 强度 较 大 ， 表 明 产 物 有 序 结构 较 好。 上 述 制备方法 操作 简单 ， 实 验 条 件 温和， 可 在 同 一种液 晶 微 反 应 器 中制备不 同 金 属元 素 的类水 滑 石，表 明 该方法 是 制各 类水 滑 石杂 化物 的通用方法 。关 键词： 类水 滑石溶致 液 晶 阴离 子表 而活性

4、 剂 药 物 插 层吸 附 狶 琇 ， 狶 琲 畉 猄 猠 甎 ， 目 撤椒 票 窵 碚鞣 椒 本 文 的主 要研究目标和意义 参 考 文 献 苤 乱 壕 兄 票 窶 本 章小 结参 考 文 献 本 章小 结参 考 文 献第 四章 甋 纳 米 杂 化物 的制备及缓 释 性 能 研究 引言 实验 部分 结果 与 讨 论 本 章小 结 笛 槭 约 痢 籌 体 【 引、 聚合 物 添加 剂 【 等 方面 有 着广 泛的应 用。 因 此 ， 以 表 面 活性 剂 插 层或 修 饰 ， 进而 调 节 纳 米 杂 化物 形貌 和性 能 的研究日 益受 到 人 们 的重 视。近年 来， 人 们 分别 采用

5、纬 傻 慕 菏 遗 、 微 乳 液 【 、 反 向 微 乳间 ， 可 以 调 控 尺寸 、 形貌 和亲疏性 能 并 赋 予 产 物 优 良性 能 。 层状 双 金 属氢氧 化物 的晶 体 结构 示 意图 层片由 共 边的 八面 体 构 成 阴离 子具有 可 交 换 性 ， 即 可 以 被 其 他 阴离 子交 换 。 及其 杂 化物 的应 用 、图 类水 滑 石插 层 前 后 结构 示 意图 力 入 到 摩尔 比 例 为 蔽 榷 的热 稳定 性 方面 效果 最 好。 左 右 ， 横向 尺寸 可 达 微 米 级 的结构 体 系 ， 无 论 青 岛 科 技 大 学研究生 学位 论文图 瓺 在 甲苯

6、中分散 示 意 物 后 加 入 到 高 纯 度 的甲苯 ， 并 进行超 声 ， 方可 剥 离 。 此 外 ， 类水 滑 石在 甲苯 中的爨 一一述 氧 化物 外 壳通过 结构 重 建制备了类水滑 石， 并 进行了阴离子药 物 插 层。 软 物 质 通过 非 共 价的分子间 作 用力 坛 坛 饬 统 桃 形成丰富的有 序 青岛 科 技 大 学研究生 学位 论文 范围。 近年 来， 人 们 分别 采用 】 以 及溶致 液 琇 】 等 软 模 板 来制备不 同 形貌 的 纳 米 杂 化物 ， 纬 傻 慕 菏 鴟 、囊 泡 【 橐 骸 聪蛭 橐 篬 。 层状 相 液 晶 中表 面 活性 水 热 反 应

7、 合 成了中孔 肿 由 窶 ， 该研究的意义 不 仅 仅 在 于 表 征方法 表 征方法 外 吸 收 范围分为以 下几 个 区 域 ： 一范围内是 层板 上 羟基 的氨键伸 缩 振动； 。 处 的吸 收 峰 是 由 层问 阴离 子和层问 水 的氢键作 用所致 ； 。 范围是 与 碳 酸 根 和硫酸 根 有 关 振 动产 生 的红 外 吸 收 和金 属分解 机理。 水 滑 石的 曲 线 一般 有 两个 变化， 这 两个 变化过 程 是 由 许 多因 素 决 定 的， 如 金 属元 素 比 、 阴离 子类型等 。 其 中：第 一步 ： 低 热 吸 热 峰 是 由 于 失 去 层间 水 ， 并 没有

8、 造 成结构 的破 坏 ；第 二 步 ： 高 温吸 热 峰 是 由 于 失 去 结构 水 和层问 阴离 子造 成的， 此 时结构 己 受到 破坏。 图 典 型的层状 土 液 晶 相 偏 光 织 构 图峰 对应 的散 射 因 子呈现 不 同 比 例 【 渲 校 阕 聪嗟 母 骷禕 峰 的散 射 因 子比 可 以 计 算 液 晶 相 的晶 格 参 数 。 如 层状 液 晶 相 ， 一个 水 层与 一个 双 分子层厚 度 之 本 文 的主 要研究目标和意义本 文 主 要研究内容 包括： 青 岛 科 技 大 学研究生 学位 论文 琫 產 琒 琍 篜 瓵 甁 產 ， 瓵 瓹 甋 ， 甧 產 琌 瓹 瓹

9、【 】 甌 堪 舱 埽 尉 玻 窝 阕 床牧 霞 按 呋 痆 浚 泄 蒲 夯 ： 甃 甈 ， ， ， 珻 瓺 ， ， 甀 瓹 甊 ， ： 甒 ， 瓸 篴 甁 ， 甉 ， 瓽 ， ， ， ， ： 【 珹 瓵 瓻 瓻 琹 琑 甃 ： 甉 ， 篖 琄 琹 琫 產 琒 琁【 ， 【 】 疞 琌 【 浚 瓹 瓹 簂 甕 ， 琖 珽 痩 瓽 ， ， ， ： 甈 瓹 瓹 籰 甋 琒 甅 琒 琫 產 琈 ： 縆 刘 继 广 ， 矫 庆 泽 ， 张 鹏， 钨 磷 杂 多 化合 物 嵌 入 类水 滑 石层间 及其 酸 碱催 化活性 的 瓵 ， 猺 瓹 甃 琁 珻 甁 ， ， ， 液 、 膜 【 等 软 模 板 来

10、制备不 同 形貌 的 纳 米 杂化物 。 溶致 液 晶 琇 怯梢欢 鹊 谋砻婊钚 约 与 溶剂 形成的二 元 或多 元 体 系 。 近来， 人 们 通过 不 同 方法 研究制备高 性 能 复合 类水 滑 石杂 化物 单 片 刖 酆 衔铩 锓 肿 印 锓 肿 映浞 肿 饔谩 】 等 人 采用非 离 子表 ， 天 津 市 广 成化学试 剂 有 限 公 司， ， 天 津 市 博 迪 化工有 限 公 司， 分析 纯 ； 氨水 珹 直鹜 庀 晕 和 莤射 线 散 射 仪 对液 晶有 序 结构 的影 响， 研究软 模 板 对 形貌 和有 序 结构 的调 控作 用。 具体 操作 如 青岛 科 技 大 学研究

11、生 学位 论文 ， 空 气 氛 ， 加 热 速 率在 温度 下稳定 小 时， 得 到 层状液 晶 相 。 根据图 发现 ， 在 显 微 镜 图 不 同 浓度 盐水 配置 层状 相 溶致 液 晶 偏 光 织 构 图图 不 同 盐浓度 的溶致 液 晶 加 入 沉 淀 剂 后 偏 光 织 构 图 青 岛 科 技 大 学研究生 学位 论文盐浓度 疞 篈 保 琇 甃 膁值 绕 胀 渤恋 碇 票 咐 嗨 康 膁值 图 煌 从 蔽 手 票 窵 踊 锏腦 图阳 离 子类水 滑石的吸 附 作 用导 致 的。 由 此 我 们 得 知 ， 谝 徊 述 条 件 下可 得 到 长 值更大 ， 这 是 阴离 子表 面 活

12、性 剂 耐盐能 力 较 差 的表 现 。 根 据公 式 得 出 产 物 曲 线 衍射 峰 当 壤 嘉 猯 ： ， 表 明 产 物 具有较 规整 的片层结构 ， 反 映了液 晶 模 板 对产 物 结构 的调 控作 用。 直鹞猄 的对称 振 动和非 对称 振 动 涣 硗 庥 捎 赟 表 之 间 发生 分 ， 该过 程 对应 表 面 活性 分子链断裂 燃 烧 。 在 室 温 类水 滑 石分别 脱 除物 理吸 附 水 与 层间 水 ， 失 和 对于 甃 踊 铮 青岛 科 技 大 学研究生 学位 论文 以 表 面 活性 为脱 羟基 与 残 炭燃 烧 过 程 。 与 类水 滑 石相 比 ， 杂 附 近，

13、类水 滑 石分解 温度 升 高 表 明 杂 化化物 脱 羟基 的最 大 失 重 出 现 在 、 甋 和 甋 样品 甋 狣 图 为同 样 条 件 下， 改变加 入 沉 淀 剂 的量 制备得 到 的 甋 。 由 图 中 则为同 样 条 件 下改变盐浓度 制备的 猄 。 当 盐浓度 图 ， 且类水 滑 石片层堆 积 ” 了限 域 和调 控的作 用， 可 以 一步 制得 类水 滑 石单 片。 甋 生 长 机理去 除多 余 珻 篜 瓵 甅 ， 琌 瓼 ， 琁 甅 ， ， 甖 ， 甈 瓹 瓸 瓵 琖 現 瓵 琫 產 琍 甁 珹 珹 【 】 ， 天 津 市 广 成化学 ，天 津 市 博 迪 化工 有 限 公

14、 司， 分析 纯 ； 氨水 州 珹 度 控制在 。 反 复用涡旋 混 匀 器 混 匀 ， 离 一 捎 除气 泡 ， 得 均 螅 馔 芪 偏 光 显 微 镜 带 琈 段 杷俣 。 唬 璨匠 。 ， ， 空 气 氛 ， 加 热 速 率 榷訪 稳定 性 影 响 显 示 液 晶 相 都具有 典 型的条 纹 织 构 ， 其 中表 明 活性 剂 浓度 为 图 甀 含不 同 浓度 表 面 活性 剂 的溶致 液 晶 偏 光 织 构 图 螅 鄄 斓 娜 苤 乱 壕 钠 庵 雇 肌 油 贾锌梢钥 闯觯 糂为盐浓度 为 保 庵 雇 嘉 W詈 谩 糀浓度 较 低 ， 所得 的偏 光 织 构 图 形较 模 糊。图 。

15、因 此 ， 我 们 选取 盐浓度 为 嗨 镏胁 慵 渫 栏 叨 确 直鹞 在 、 缩 振 动； 一处 对应 狧 伸 。 辗 宥杂 的对处 理， 带负 电的表 面 活性 剂 分子在 带正 电的类水 滑石层片表 而吸 附 ， 形成杂 化物 。 之 前 发生 脱 除吸 附 水 的过 程 ， 液 晶 与 溶液 中 ， 失 重 率分别 为 和 青 岛 科 技 大 学研究生 学位 论文水 滑 石分解 温度 升 高 表 明 杂 化物 具有 更好的热 稳定 性 。 瓵 与 范围内两者基 本 保 持 平 行， 但 瓵 袁 类水 滑 石及杂 化物 近似化学式 籰 增 加 ， 片越来越大 。 由 图 珻 ， 可 知

16、 ， 同 样条 件 下， 随 着表 面 活性 剂 浓度 的 青 岛 科 技 大 学研究生 学位 论文竺霹露瓣够露哕绷纛淼图 阕 匆壕 嘀 兄 票 窵 纳 米 片示 意图 分析 ， 颗 粒 平 均厚 度 为 。 已知 类水 滑 石纳 米 片层板 厚 珹 测 试 结果 表 明 制备的杂 化 本 章小 结 青岛 科 技 大 学研究牛 学位 论文参 考 文 献【 客 趿 加 嗡缮 壕 浚 本 嚎蒲 霭嫔 纾 ： 第 四章 甋 纳 米 杂 化物 的制备及缓 释 性 能 研究 力 作 用以 及空 间 位 阻 作 用， 因 而 可 以作 为一种新 型抗 生 素 类生 物 农药 ， 阿维菌素 是 一种疏水 性

17、 药 物 ， 可 插 入物 分散 到 阿维菌素 的乙醇 溶液 中， 逐 渐蒸发溶剂 掖 ， 迫 使疏水 性 的阿维菌素插 入 层间 的疏水 区 ， 形成 甋 纳 米 杂 化物 。 本 文 采用 与 镁 、 铝混 合 盐溶液 构 建层状 溶致 液 晶 作 微 反 应 器 制备的类水 滑 石纳 米 杂 化物 作为丰体 ， 疏水 型疏水 性 药 物 阿维菌素 可 插 入 其 疏水 层问 形成药 物 纳 米 杂 化物 。磺 酸 钠 琒 青 岛 科 技 大 学研究生 学位 论文 ， 天 津 市 广 成化学试 剂 有 限 公 司， 分析 纯 ； 二 ， 天 津 市 博 迪 化工 有 限 公司， 晃 匏 掖

18、 ， ， 莱阳 经济 技 术开 发区 精细化工 厂 ， 分析 纯 ； 超 纯 水 ， 笛 槭 易 灾 重 庆 痬 型 湎 哐 苌湟牵 型紫 外 分光 光 度 计 本 瘴鐾 靡 怯邢 拊 鹑喂 。 甋 制备 螅 厥怨 鼙诨郝 尤 肱任 螅 靡 掖记 逑囱 啡 危 浓度 为 螅 诳 掌 屑绦 涟璨舴 ， 样 品 呈粘稠状 ， 然 后 进行离 心 妥贤 夥 止 夤舛燃 朴 诓 定 溶液 的吸 光 度 ， 根 据 标准 曲线 计 算 溶液 中阿维菌素 的浓度 以 及杂 化物 载药 量 。 籪 胱 颖 砻婊钚 约 敛 阕 匆壕 兄 票 窼 纳 米 片及其 性 能 研究备三 图 籰 甋 及 甃 踊 颴 图

19、 青岛 科 技 人 学研究生 学位 论文图 是 阿维菌素 在 从 纳 米 杂 化物 中释 放的动力 学曲 线 ， 从 图 中可 以 看 冢 珹 杂化物 有 一个 缓 慢 的释 放过 程 ， 速 率更加 缓 慢 。 本 章小 结 参 考 文 献【 綣 】 甋 ， ， 【 緾 珻 【 緿 【 縇 瓹 高 对有 机物 的吸 附 能 力 。 例 如 ， 等 人 分别 采用离 子交 换 法 把 单 、 双 链 瓵 ， 天 津 市 广 成化学试 剂 有 限 公 司， 晃 匏 掖 ， ， 青 岛 科 技 大 学研究生 学位 论文 ， 电压 排 除气 泡 ， 得 均 ， 即 得按 ： 摩尔 比 为 配制 芤骸 既 烦迫 鲜鋈 芤海 、 、 、 、 、 、 蒸馏 水 为参 比 液 对照测 定 二 氯苯 酚 标准 溶液 的吸 光 度 。 以 吸 光 度 为纵 坐标， 甃 擅 自 踊 锒訢 吸 附 实 验 容 量 瓶中定 容 ， 配制成 舜 恚 谧贤 夥 止 夤舛燃 葡 虏舛 渑 龋 垂 紸 计 算 其 吸 附 量 并 做 出 其 热 力 学等 温线 。 青 岛 科 技 大 学研究生 学位 论文 。 因 此 ， 类密 堆 积 ， 因 此 减 小 杂 化物 片层间 距。 与 啾 龋 琒 分子长 度 较 长 ， 但其 分图