聚乳酸/层状LDH纳米复合材料的制备与表征开题报告

1. 研究目的与意义

层状双氢氧化物（layerdoublehydroxide,简称ldh）是一类阴离子型层状功能材料，别名水滑石(hydrotalcites)。近年来，ldh研究成为国际材料学科和化学学科近10余年来研究的持续热点，其关键正在于ldh的成分可以在较大范围内调控、特殊的结构和性质以及有着广泛的应用前景。

ldh具有类似水镁石的层状结构，在水镁石的结构单元层中，2价阳离子部分被3价阳离子替代，产生结构正电荷，从而需要引入阴离子进入结构单元层间平衡结构正电荷。处于ldh结构层间的阴离子可以被其他阴离子交换，因而具有优异的阴离子交换性能。此外，ldh还具有记忆效应、热稳定性及微孔结构，已经作为高性能催化材料、吸附材料、红外吸收材料、阻隔材料、生物材料、医药材料、分离材料和功能性助剂材料等应用于国民经济诸多行业，并且在光、电、磁等功能材料和化工微器件等领域也显示出广阔的应用前景。

聚合物纳米复合体可将无机物的刚性尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性易加工性及介电性能揉合在一起，进而产生许多特异的功能，大量的研究已应用于质子导体、粘土修饰电极电池、光色谱材料、催化剂废物处理剂等等。聚合物复合体系作为一类新型纳米功能材料必将在这些方面甚至更广泛的领域获得应用。

2. 国内外研究现状分析

逯高清院士在这一领域做了大量的工作，他们利用简单的共沉淀方法制备了稳定均一单分散的mgal-ldh纳米颗粒悬浊液，颗粒粒径控制在50～300nm。此类ldh悬浊液可用于吸附药物分子或dna，并且可直接作为细胞传递剂使用，也可以直接用于填充聚合物复合纳米材料。此外，还可以制备用于催化、气体分离、感应器和电化学材料等方面的ldh薄膜。

胡长文等通过简单的水热方法通过温和的条件反应20h制备出尺寸约为20～40nm的mg-al-ldh纳米片，并且考察了反应时间对产物形貌和结晶度的影响。

bando等利用局部化学法制备了co-fe层状双氢氧化物，并且首次合成了微米级六方盘状cofe(oh)，利用tween85-ho的体系合成了co-ldh前驱体，并进一步制备了coo纳米晶。sasaki等通过尿素法合成了一系列高度结晶的铝基过渡金属层状双氢氧化物六方片，m(Ⅱ)-al-coldh（m(Ⅱ)=ni，fe，co，zn)。

段雪等在磺酸盐聚苯乙烯基底上，利用额外的铝源通过水热处理的方法制备了mgal-ldh薄膜。此外，他们还通过用多孔阳极氧化铝/铝既作为基底又作为单一铝源合成了nial-ldh薄膜。一类新型以zno为基底的异质结构zno/zn-alldh纳米结构，通过液相法制备成功，得到了鞭炮状的异质结构，即zn-alldh纳米片的二维表面边缘生长了大量规则的zno纳米棒。

3. 研究的基本内容与计划

本课题基于层状双氢氧化物具有纳米片层结构和层间阴离子可交换性等特点，拟采用共沉淀法合成锌铝层状双氢氧化物（znal-ldh），通过xrd和tem对其结构和形态进行表征，进而获得最佳合成条件。在此合成基础上，进一步将znal-ldh与组氨酸进行插层复合，获得层间距扩大和层间微环境改善的插层化合物，为进一步与可生物降解高分子材料聚乳酸的复合提供优良的基体。采用溶液复合法制备聚乳酸/ldh纳米复合材料，以期提高聚乳酸的热稳定性。

本课题的研究计划具体如下：

1.采用共沉淀法合成所需的锌铝层状双氢氧化物（znal-ldh），并采用xrd和tem对其组成、结构、形貌等进行表征。在此基础上，获得最佳合成条件。

4. 研究创新点

将组氨酸与znal-ldh进行插层复合，获得层间距扩大和层间微环境改善的插层化合物。

为进一步与可生物降解高分子材料聚乳酸的复合提供优良的基体。