文 献 综 述

1.1资源状况

高岭土是高岭石族矿物为主要成分并达到有用含量的一种岩石,可以是土状或石状。高岭土矿床分为五种,即热液蚀变型、风化残积型、风化淋积型、河湖海湾沉积型和含煤建造沉积型。这些类型在我国均有分布^[1]。我国非煤建造高岭土资源储量居世界第五位,至2000年底,已探明储量约为14.68亿t。含煤建造沉积型高岭土是我国独具特色的资源,探明远景储量及推算储量为180.5亿^[2],储量居世界首位。

1.2高岭土插层研究的背景和意义

20世纪80年代以后，新技术革命在全世界范围内兴起，新材料成为了新技术领域中的一个核心、基础且充满活力的一个方向^[3-8]。在新材料中，除传统的金属材料外，其他基本上都与非金属矿有关^[9-13]。经过非金属矿加工、改性的非金属材料在新材料中也是一个极富生命力的领域。这些年来，非金属材料中的结构陶瓷和功能陶瓷发展迅速和产值都超过了金属材料，在经济发展中起到了越来越重要的作用。高岭土/有机插层复合物作为一种新型复合材料，优异的理化性能使其在催化剂、纳米材料、吸附剂、陶瓷材料、环境修复材料、非线性光学材料、电介质材料、阻隔材料和功能材料等领域的广泛的应用。氨基酸分子作为一类可行的插层剂分子目前研究较少，且对于天然氨基酸来说，将其插入到高岭土层中更具有实际意义。高岭土是一种典型的具有1：1型二八面体的层状硅酸盐矿物，由硅氧四面体层和铝氧八面体层通过氢键连接而成。在一定条件下，某些物质可以克服层间的氢键作用可逆的插入到层间空隙，而不破坏其原有的层状结构，这种作用称为插层作用。通常我们将层状硅酸盐称为主体，被插层的有机分子称为客体或者是插层剂，由插层作用形成的化合物称为插层复合物。高岭土层间氢键作用力较强，且层间不存在可以用来置换的离子，所以只有少数有机分子能够直接插入到高岭土层间，如二甲亚砜（DMSO）、甲醇、N-甲基甲酰胺、乙酰胺、醋酸钾等。其他有机分子或大分子通常采用二次取代或三次取代的方法插入到高岭土的层间。 氨基酸分子同时含有氨基和羧基基团，可以与高岭土层内的羟基形成分子间氢键，但一般很难直接进入高岭土层间，必须通过前驱体先将其层间撑开，对其层间进行表面改性，才能成功引入有机分子。

1.3高岭土有机插层的研究现状

纳米复合材料是近年来发展较为迅速的一种新兴复合材料。所谓纳米复合材料是20世纪80年代初由等人提出来的,它是由两种或两种以上的吉布斯固相至少在一维上以纳米级大小（1nm-100nm）复合而成的材料^[14]。由于纳米粒子小尺寸、高比表面积产生的量子效应,赋予纳米材料许多特殊性能。

纳米复合材料制备方法有:(1)溶胶一凝胶法(2)复合醇盐法(3)微乳液法(4)沉积法与等离子体法(5)分子及离子插层方法。

插层是制备纳米复合材料的重要方法,它是利用插层作用制备的分子级别混合的纳米材料,为近年来材料研究的热点之一。插层作用访是指某些物质原子、分子或离子进入层状固体层间缝隙的可逆插入反应,通常称层状固体为主体,而被插入的物质为客体,由此形成的化合物称为插层复合物。