[发明专利]高剥离程度的水滑石/海藻酸钠纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高剥离程度的水滑石/海藻酸钠纳米复合材料的制备方法。目前低维纳米材料的制备受到了研究者的广泛关注。二维水滑石（LDH）纳米片具有特别光学和电学性能，在催化和药物载体等领域有很好的应用潜质，但在没有剥离溶剂存在的情况下，LDH很难以单片层的方式存在，本发明借助海藻酸钠分子对LDH板层进行支撑，阻碍LDH片层的组装，可以在不存在剥离溶剂的条件下，得到稳定的具有高剥离程度的LDH纳米片，同时该复合材料可在水性介质中均匀分散。采用本发明制备的高剥离程度的水滑石/海藻酸钠纳米复合材料可以作为析氧反应催化剂和药物载体。

技术领域

本发明属于水滑石/海藻酸钠纳米复合材料技术领域，涉及一种高剥离程度的水滑石/海藻酸钠纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

目前，低维纳米材料的制备受到了研究者的广泛关注。这是因为低维纳米材料可作为量子反应系统用于基础理论的研究。此外，低维纳米材料在电子、光子、磁性和催化等功能材料领域表现出了极高的应用潜力。LDH是一类典型的阴离子层状化合物，由带正电的板层，层间阴离子和溶剂化分子有序组装而形成。LDH的化学组成通式为：[M ²⁺_1−x M³⁺ (OH)₂ ][A ⁿ⁻ ] _x/n·zH ₂ O，M²⁺M³⁺分别代表二价和三价金属阳离子，下标x指金属元素的含量变化，x=M³⁺/（M ²⁺+ M³⁺）代表表面电荷密度，A^n-代表层间阴离子，z为层间水分子个数。

单片层的LDH可由原始LDH剥离制得，是具有二维（2D）空间结构的纳米片，其片层厚度约1nm，片层广度可达几微米。不同于原始LDH的层状组装结构，单片层LDH失去了层状组装结构及层间插层阴离子，因此单片层的LDH具有与原始LDH具有完全不同的光学和电学性能。同时，特殊的几何效应（纵横比不同）和超高的比表面积赋予其特殊的力学和化学性能。基于以上原因单片层的LDH的制备是目前的研究热点。

关于LDH的剥离已有大量的文献报道，大部分研究者得出结论，当LDH的层间阴离子为NO₃^-时，使用甲酰胺为剥离剂可以得到完美的剥离体系。但是在浓缩时，研究者发现失去甲酰胺分子的支撑，单片层LDH重新恢复层状组装的结构。如何保留单片层LDH的稳定的剥离结构是困扰广大研究者的一个科研难点。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供高剥离程度的水滑石/海藻酸钠纳米复合材料及其制备方法，使用该方法制备的高剥离程度LDH比表面积大活性高，可用于析氧反应催化剂和药物缓释等。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

高剥离程度的水滑石/海藻酸钠纳米复合材料的制备方法，其特征在于：以下均为质量份，取按干重计的0.16~0.8份的MgAl-LDH，加入99.2~99.8份的剥离溶剂，在氮气气氛下水域超声6~8h，充分剥离MgAl-LDH得到透明分散液；加入80~100份的海藻酸钠溶液，超声分散15min，透析3~5天后经冻干处理即得高剥离程度的水滑石/海藻酸钠纳米复合材料。

所述的剥离溶剂为甲酰胺。

所述海藻酸钠溶液为称取0.675~2份的海藻酸钠，加入98.0~99.3份的水，在25~40℃加入并不断搅拌40min~1h后，即得淡青色的海藻酸钠溶液，浓度为0.7~2.0%。

所述水域超声控制温度不超过50℃。

所述透析所用透析液为去离子水，每隔8小时更换一次透析液。

所述的高剥离程度的水滑石/海藻酸钠纳米复合材料的制备方法所制得的高剥离程度的水滑石/海藻酸钠纳米复合材料。