层状α-Ni（OH）<,2>和镍铝水滑石的光敏性能研究
本文研究工作发现在紫外光照射下，具有主客体插层结构的α-Ni(OH)2和NiAl-NO3-LDHs具有可逆的光致变色现象。以此为基础，根据水滑石类化合物(LDHs)的超分子插层结构及其可调控性，制备了一系列具有光敏性能的插层化合物。采用XRD、FT-IR、UV-vis、TG-DTA-MS、XPS、ESR和EXAFS等多种表征手段系统研究了上述插层化合物的结构及其光敏性能。
采用化学沉淀法合成了层间硝酸根非化学计量的α-Ni(OH)2。采用XRD、FT-IR、UV-vis、TG-DTA-MS、ESR及XPS等表征方法，对α-Ni(OH)2的晶相结构、化学组成及光致变色机理进行了详细研究。研究结果表明，α-Ni(OH)2层板存在两种结构单元：规则的Ni-O八面体结构单元以及层板Ni2+与层间NO3-发生配位而形成的特殊八面体结构单元。该特殊八面体结构单元在紫外光照时发生的Jahn-Teller变形导致了α-Ni(OH)2的光致变色现象。采用量子化学计算方法对α-Ni(OH)2的光致变色现象进行研究，得到与实验基本一致的结论。
基于NiAl-LDHs与α-Ni(OH)2相类似的主客体层状结构，采用共沉淀法合成了层间硝酸根可控的NiAl-NO3-LDHs。采用XRD、FT-IR、UV-vis、TG-DTA-MS、EXAFS、ESR及XPS等表征方法，对NiAl-NO3-LDHs的晶相结构、化学组成及光敏性能进行了系统研究。研究结果表明，层板Ni2+与层间NO3-发生配位而形成的特殊八面体结构单元在紫外光照时发生畸变导致了NiAl-NO3-LDHs的光致变色现象。
基于LDHs特有的超分子插层结构及其可调控性，采用共沉淀法和离子交换法成功合成了一系列不同阴离子客体插层的NiAl-LDHs，并研究了插层产物的光敏性能。根据其光敏性能，可将所涉及的LDHs分为三类：(1)具有光致变色特性，即在紫外光照下既能变色，也能复原，如NiAl-NO3-LDHs；(2)在紫外光照下变色，但不能复原，如对硝基苯甲酸根、间硝基苯甲酸根、对氨基苯磺酸根、邻氯苯甲酸根、对氯苯甲酸根、对氨基苯甲酸根等插层NiAl-LDHs；(3)在紫外光照下不能变色，如NiAl-CO3-LDHs、NiAl-SO4-LDHs、苯甲酸根、2,3或2,5-吡啶二羧酸根、杂多酸等客体插层NiAl-LDHs。研究了这三类插层结构LDHs的光敏特性，并对引起其差异的原因进行了探讨。
层状材料;氢氧化镍;镍铝水滑石;超分子插层结构;化学沉淀法;光致变色;光敏性能
北京化工大学
博士
应用化学
段雪
2006
中文
O611.6;O641.3;O614.813
105
2006-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）