一、研究背景及综述

水滑石 (layereddoublehydroxides ，简写为LDHs)是一类具有类水镁石结构的阴离子型粘土化合物，其层板的二价阳离子被三价阳离子部分取代后带正电荷，层间的有机或无机阴离子与之平衡。水滑石的结构通式可表示为[M² _1-xM³ _x(OH)₂]^x (A^n-)_x/n#183;yH₂O，其中x表示M³ /(M² M³ )的物质的量比，则y为层间水分子数量，而其发展已经有一百多年的历史，但直到二十世纪六十年代才引起物化家的极大兴趣。1842年，Hochstetter首先在片岩矿层中发现了天然水滑石矿物。后来又相继在挪威的Sl:mamm地区以及俄罗斯的Ural地区发现了少量 的天然水滑石矿。在二十世纪初，人们发现了LDH对氢加成反应具有催化作用，并由此开始了对LDH结构的研究。1942年，Feitknecht等首次通过金属盐溶液 与碱金属氢氧化物反应人工合成出了LDH，并提出了双层结构模型的设想。1966年，Kyowa公司首先将LDH的合成工业化。1969年，Allmann等人通过测定LDH单晶结构，首次确认了LDH的层状结构。七十年代时，Miyata等对其 结构进行了详细研究，并对其作为新型催化材料的应用进行了探索性的工作。在此阶段，Taylor和Rouxhet还对LDH热分解产物的催化性质进行了研究，发现它是一种性能良好的催化剂和催化剂载体。到了八十年代，Reichle等研究LDH及其焙烧产物在有机催化反应中的应用，指出它在碱催化、氧化还原催化过 程中有重要的价值。还针对催化剂酸碱性能和其催化活性的关系，综述了不同Mg、Al配比催化剂制备和催化剂酸碱性能的关系及浸渍不同含量硫代物来调变催化剂的酸碱性能的研究。

进入二十世纪九十年代，人们对LDHs的研究更为迅速。随着现代分析技术和测试手段的广泛应用，人们对LDHs结构和性能的研究不断深化，对LDHs层状结构的认识加深，其层状晶体结构的灵活多变性被充分揭示。特别是近年来，基于超分子化学定义及插层组装概念，有关LDHs的研究工作获得了更深层次上的理论支持，在层状前体制备、结构表征、超分子结构模型建立、插层组装动力学和机理、插层组装体的功能开发等诸方面得到了许多具有理论指导意义的结论和规律。尤其是其可经组装得到更强功能的超分子插层结构材料的性质，引起了各国研究者和产业界的高度重视，使得LDH在一些新兴的领域展示了广阔的应用前景。主要是以层状结构材料为前驱体，经超分子设计和插层组装而得到的一类结构高度有序、且具有多种优异功能的新型材料。因其结构和性能的特殊性，可通过构筑基元和结构的多样化和可调控性，为此类材料的迅速发展提供了广阔的空间，可作为新型高性能催化材料、生物材料、电子材料、吸波材料、环保材料等广泛应用于国民经济众多领域和行业。

二、水滑石制备方法研究

1.共沉淀法

共沉淀法按照过饱和度可分为低过饱和度法 ( PLS ) 及高过饱和度法 ( PHS )。低过饱和度法是将碱液缓慢加入到盐混合溶液中，通过控制滴加速度来控制 pH值。而高过饱和度法是将混合溶液在剧烈搅拌下快速加入到碱液中，用 PHS法制备水滑石的例子如下 : 将混合盐溶液和混合碱溶液各自预先加热到一定温度后，快速将两种溶液同时倒入预先加热到相同温度的水中，激烈搅拌老化1h后，过滤、洗涤、80^oC下烘干，得到体产物。一般常用PLS法来制备水滑石，因为用PHS法制备时往往由于搅拌速度跟不上沉淀速度，常会伴有氢氧化物杂相的生成。

2.离子交换法

离子交换法可以说是共沉淀法的一种补充，当某些水滑石不能直接用共沉淀法制备时，先可用共沉淀法制备阴离子不同的水滑石，然后用需要的阴离子与水滑石中原有阴离子交换，得到所需的水滑石。

3.水热合成法

水热合成法是将位于层板之间的金属阳离子氧化物以及氢氧化物作为材料，在具备高温高压的条件下反应后，再进行水热处理便可得到产品