水滑石的插层组装、成膜及其缓释性能研究

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在综述水滑石的结构特征、主要性质、插层组装方法及应用的基础上,本文采用了剥层/重组方法将肉桂酸插层水滑石,并对插层产物的理化性质进行了一系列的研究。通过离子交换法合成了萘乙酸钠插层的水滑石,并和聚合物用层层组装法制得了薄膜,对其缓释性能进行了探讨,主要内容如下:(1)采用水热方法制取镁铝硝酸根前体,并在甲酰胺溶剂中剥离,采用剥层/重组方法将紫外吸收剂肉桂酸插层水滑石。并采用粉末X-射线衍射仪(XRD),傅里叶红外光谱仪(FT-IR),热重-差热分析(TG-DSC),固体紫外(UV)等手段对所得产物进行表征。研究表明,剥层/重组方法可以成功的获得肉桂酸插层化合物。XRD表征表明所制得的产物结构较完整,晶相比较单一,且剥层/重组之后的水滑石的层间距增大,肉桂酸阴离子进入了水滑石层间;FT-IR表明层板与阴离子之间存在除静电作用力之外,还有范德华力、氢键等作用力的存在;热重分析结果表明了插层产物的热稳定性能比肉桂酸分子本身有明显的提高,也证明了肉桂酸分子和层板之间存在着超分子的作用力;主体-客体之间的相互作用力也导致了插层化合物的吸光度发生了变化。(2)采用共沉淀法制得NO3-Mg/Al-LDH前体,通过离子交换方法将植物生长调节剂萘乙酸钠(NAA)插层水滑石层间,再和聚合物聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠用层层组装法沉积制得薄膜。由XRD, FT-IR和电镜扫描(SEM)表征可知,萘乙酸钠的羧基和水滑石层板相互作用存在于层间,且以双层形式排列于层间,形成了超分子结构。插层水滑石也通过层层组装法沉积在了石英基底上,表明成功的获得了薄膜。(3)探讨了由层层组装方法沉积得到的薄膜的缓释性能。将薄膜放于不同的溶液中在一定的时间间隔内测定萘乙酸钠的吸光度,测得薄膜的缓释性能,并讨论其缓释机理。由于薄膜中有聚合物的存在,和萘乙酸钠插层水滑石粉体材料相比具有较好的缓释性能。对实验所获得的薄膜缓释数据进行动力学拟合,该缓释行为符合一级动力学模型,表明该过程可能是由于薄膜在溶液中的溶解和水滑石层中的NAA与溶液中的离子进行交换共同控制的。
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