水滑石类层状紫外阻隔材料的制备与性能研究

论文摘要

本文采用共沉淀插层组装技术,将五种有机紫外吸收剂:甲灭酸（mefenamic acid,MFNA）、4,4’-二苯乙烯二羧酸（4,4’-Stilbenedicarboxylic acid ,SDCA）、2,4-二甲氧基苯甲酸（2,4-dimethoxy benzoic acid,2,4-DMOBA）、荧光增白剂351（4,4’-Bis [2-（2-sulfophenyl）ethenyl]biphenyl ,CBS-X）、对甲氧基烟酸（p-methoxycinnamic acid ,PMOCA）,分别以它们的离子形式,嵌入到镁铝水滑石（Mg2Al-LDHs）层间,制备了五种无机-有机复合型紫外阻隔材料。考察了制备得到的层状复合体的合成与晶化条件,并对其化学组成、结构及性能进行了研究。利用XRD、FTIR和UV-vis等手段对层状复合体的组成和结构进行了表征。结果表明,在pH=10.00左右,Mg/Al摩尔比为2,晶化温度为80℃,晶化时间为24h的条件下,制备所得到的层状复合体的层状结构规则有序,结晶度好且晶相单一,具有典型的水滑石结构和组成特征,其层间距分别为2.15 nm （LDH/MFNA）,2.09 nm （LDH/SDCA）,1.85 nm （LDH/2,4-DMOBA）,1.93nm （LDH/CBS-X）,2.04nm （LDH/PMOCA）,有机紫外吸收剂均已插入层间并仍然保持其原有的结构。本文探究了制备得到的LDHs的性能。TG-DTA分析表明,所制备的层状复合体均具有较好的热稳定性,分解的温度均在250℃以上;蓖麻油的空气氧化反应结果表明,层状复合体具有抑制蓖麻油被空气氧化的作用;UV-Vis薄膜透过光谱表明所有的层状复合体都具有良好的紫外阻隔性能,在可见光区的透明性也很好。研究结果表明,水滑石类层状紫外阻隔材料的制备方法简单易行,化学组成与结构明确,具有良好的紫外阻隔性能,较好的热稳定性,并且能抑制蓖麻油被空气氧化。此类产品有望在防晒品行业得到应用。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 水滑石类化合物（LDHs）
• 1.1.1 LDHs 的研究进展
• 1.1.2 LDHs 的组成和结构特征
• 1.1.3 LDHs 的插层组装方法
• 1.1.4 LDHs 的性质
• 1.1.5 LDHs 的表征方法
• 1.1.6 LDHs 的应用
• 1.2 紫外阻隔材料概述
• 1.2.1 紫外线的危害
• 1.2.2 紫外阻隔材料的分类及优缺点
• 1.2.3 紫外阻隔材料的发展趋势
• 1.3 本论文的选题思想和研究目的
• 第二章 水滑石类层状紫外阻隔材料的插层组装与结构表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 LDHs 的制备
• 2.1.2 LDHs 的表征方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 LDHs合成条件确立的依据
• 2.2.2 LDHs晶化条件的确定
• 2.2.3 LDHs的晶体化学特征分析
• 2.2.4 LDHs的红外振动光谱分析
• 2.2.5 LDHs的组分分析
• 2.3 小结
• 第三章 水滑石类层状紫外阻隔材料的性能评价
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 热稳定性评价
• 3.1.2 氧化催化活性评价
• 3.1.3 紫外线阻隔性能评价
• 3.1.4 复配型产物的紫外阻隔性能评价
• 3.2 结果和讨论
• 3.2.1 LDHs 的热稳定性
• 3.2.2 LDHs 的氧化催化活性
• 3.2.3 LDHs 的紫外阻隔性能
• 3.2.4 复配型产物的紫外阻隔性能
• 3.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢