層狀雙羥基復(fù)合金屬氧化物薄膜的制備及其浸潤性能研究.pdf

1、層狀雙羥基復(fù)合金屬氧化物(LDHs)作為一種陰離子型層狀功能材料，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)多個領(lǐng)域，如作為新型高性能催化材料、吸附材料、分離材料、功能性助劑材料、生物材料、醫(yī)藥材料等。如將這種具有巨大應(yīng)用價值的LDHs材料薄膜化或者固定化，在光、電、磁等領(lǐng)域?qū)兄鼮閺V泛的應(yīng)用前景。本論文采用原位生長技術(shù)，在經(jīng)陽極氧化處理的鋁基板上制備了ZnAl-LDHs薄膜，探討了其成膜機(jī)制并研究了其表面浸潤性能。
　　 首先本論文以Zn2+溶液

2、為母液，采用陽極氧化處理的鋁基板作為基體，分別制備得到了層間陰離子分別為N03-和Cl-的ZnAl-N03--LDHs及ZnAl-Cl--LDHs薄膜。通過考察Zn2+濃度、溶液起始反應(yīng)pH值和反應(yīng)時間等條件，探討了這種層間陰離子為非C032-的LDHs薄膜的成膜機(jī)理。研究認(rèn)為，該薄膜的生長是一個異相成核的過程。首先體系中生成的氫氧化鋅層狀化合物微晶吸附在有豐富Al(Ⅲ)的基板上，與表面的Al(Ⅲ)作用，然后Al(Ⅲ)取代部分Zn(Ⅱ)

3、進(jìn)入到層板中。由此，原層板電中性的層狀氫氧化鋅轉(zhuǎn)化為帶正電荷的層狀LDHs化合物。此過程中，前驅(qū)體層狀氫氧化鋅化合物間強(qiáng)配位鍵的相互作用，使得N03-或者Cl-優(yōu)先進(jìn)入LDHs層間，從而制得了ZnAl-N03--LDHs及ZnAl-Cl--LDHs薄膜。
　　 然后，本論文以ZnAl-N03--LDHs薄膜為前驅(qū)體，將表面活性劑陰離子(月桂酸根陰離子La)插入到LDHs層間，得到了ZnAl-La-LDHs有機(jī)-無機(jī)雜化薄膜。插層

4、后的薄膜形成了類荷葉的表面結(jié)構(gòu)，在表面形成了微乳突結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，延長反應(yīng)時間、提高反應(yīng)溫度以及增加反應(yīng)物濃度均會加速插層反應(yīng)的進(jìn)行；雜化薄膜表面乳突的尺寸與數(shù)量與LDHs的表面覆蓋量及粒子尺寸的大小有關(guān)。
　　 最后，本論文研究了ZnAl-La-LDHs薄膜的表面浸潤性能。研究發(fā)現(xiàn)該薄膜不但具有非常優(yōu)越的疏水性能，而且對水有很強(qiáng)的粘滯作用。利用高敏感性微電力學(xué)天平和原子力顯微鏡的力曲線測量等對ZnAl-La-LDHs薄膜進(jìn)行了