層狀氧化物的插層組裝研究.pdf

1、無機(jī)層狀氧化物具有很強(qiáng)的各向異性。在一定條件下，某些功能性物種可以克服層與層之間較弱的作用力而被組裝到層間，通過調(diào)節(jié)客體在主體內(nèi)的排布以及主客體之間的離子、電子和偶極作用等方法，增強(qiáng)或調(diào)控客體原有的光、電、磁和催化等特性。對于一些已知少數(shù)的主體層狀氧化物，人們已經(jīng)開展了大量的研究，尋找和制備更多具有多性能主體層狀氧化物和它們的插入化合物更具重要意義。 本文選擇層板不帶電的層狀三氧化鉬(MoO3)和層板帶負(fù)電的層狀鎢基氧化物(W2O6·H

2、2O，即H2W2O7)為主體，開始了從層狀氧化物到主客體插層組裝化學(xué)的研究，具體如下：
　　 1．使用十二烷基胺(DDA)為預(yù)插層劑先制成十二烷基胺/三氧化鉬(DDA/MoO3)插層復(fù)合材料中間體，然后用苯胺(ANI)與之交換生成苯胺/三氧化鉬(ANI/MoO3)插層復(fù)合材料，使其在空氣中熱處理引發(fā)層間ANI聚合形成聚苯胺/三氧化鉬(PANI/MoO3)插層復(fù)合材料。X射線衍射、掃描電子顯微鏡、紅外分析、差熱分析測試結(jié)果表明：該

3、插層復(fù)合材料具有清晰層狀形貌和較高的熱穩(wěn)定性，層間聚苯胺(PANI)以平行于層板形式存在，層間距為1.127 nm, PANI的失重溫度在751.9℃；電化學(xué)性能測試結(jié)果表明：其電化學(xué)活性主要表現(xiàn)為鋰離子在MoO3層間的嵌入與脫出，PANI插入MoO3層間后并沒有改變其氧化還原特征，但促進(jìn)了電子和/或鋰離子的傳遞。另外，插入PANI后MoO3電極的電化學(xué)反應(yīng)電阻顯著減小，電化學(xué)活性明顯提高；歐姆電阻減小，電導(dǎo)率增大。
　　 2．

4、以H2W2O7為無機(jī)主體材料，使用正庚胺改性后的正庚胺/層狀鎢基氧化物(HTT)插層復(fù)合材料為中間體，通過陽離子交換、層間O2引發(fā)聚合等步驟成功制備了聚苯胺/層狀鎢基氧化物(PANI/H2W2O7)插層復(fù)合材料。X射線衍射、掃描電子顯微鏡、紅外分析及差熱分析結(jié)果表明：PANI已成功地插入H2W2O7層間，層狀結(jié)構(gòu)沒被破壞，層間距變至1.191 nm, PANI的失重溫度在557℃；討論了無機(jī)主體與有機(jī)客體之間的相互作用、PANI在H2W

5、2O7層間的排布形式、ANI單體插層到H2W2O7層間再ANI聚合形成PANI/H2W2O7插層復(fù)合材料的反應(yīng)機(jī)理。
　　 3．使用DDA為預(yù)插層劑插入MoO3層間，生成十二烷基胺/三氧化鉬(DDA/MoO3)插層復(fù)合材料的中間體，通過陽離子交換機(jī)理，將此中間體與鐵配合物[Fe3(OCOCH3)7OH·2H2O]·NO3反應(yīng)，[Fe3(OCOCH3)7OH·2H2O]+交換進(jìn)入MoO3層間，形成鐵配合物/三氧化鉬([Fe3(OC