| 中文名称 | 水滑石 | 外文名称 | Layered Double Hydroxide,LDH |
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| 属于 | 测试手段的广泛应用 | ||
LDHs的层板由镁八面体和铝氧八面体组成。所以，具有较强的碱性[5]。不同的LDHs的碱性强弱与组成中二价金属氢氧化物的碱性强弱基本一致，但由于它一般具有很小的比表面积(约5-20m2/g)，表观碱性较小，其较强的碱性往往在其煅烧产物LDO中表现出来。LDO一般具有较高的比表面积(约200-300m2/g)、三种强度不同的碱中心和不同的酸中心，其结构中间中心充分暴露，使其具有比LDH更强的碱性。
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低饱和共沉淀法，按照一定的比例，将金属硝酸盐溶液配成一定浓度的混合盐溶液(SolS)，将NaOH和Na2CO3按照一定比例的配成混合碱溶液(SolB)，在大烧杯中预先装入一定量的蒸馏水，加热至一定的温度，将SolS和SolB按一定的滴速同时滴入大烧杯中，维持反应体系的pH为一恒定值，剧烈搅拌。滴定完毕后，继续搅拌陈化，最后经过滤、洗涤、烘干，得产物。此合成方法是水滑石合成中的一种常用方法。其中镁盐和铝盐可以采用硝酸盐、硫酸盐、氯化物等，碱可以采用氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等，碳酸盐可以采用碳酸钠、碳酸钾等，也可以采用尿素代替碱和碳酸盐。
水滑石材料属于阴离子型层状化合物。层状化合物是指具有层状结构、层间离子具有可交换性的一类化合物，利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性，将一些功能性客体物质引入层间空隙并将层板距离撑开从而形成层柱化合物。水滑石类化合物(LDHs) 是一类具有层状结构的新型无机功能材料, LDHs的主体层板化学组成与其层板阳离子特性、层板电荷密度或者阴离子交换量、超分子插层结构等因素密切相关。一般来讲，只要金属阳离子具有适宜的离子半径(与Mg2 +的离子半径0.072 nm相差不大)和电荷数，均可形成LDHs层板[1]。 其化学组成可以表示为[MⅡ1-xMⅢx (OH)2] x + (An- )x/n·mH2O ,其中MⅡ为Mg2 + , Ni2 + , Co2 + , Zn2 + ,Cu2 + 等二价金属阳离子;MⅢ为Al3 + , Cr3 + , Fe3 + , Sc3 + 等三价金属阳离子;An - 为阴离子,如CO32- , NO3-, Cl - , OH- ,SO42-, PO43- , C6H4 (COO)2 2 -等无机和有机离子以及络合离子,则层间无机阴离子不同， LDHs的层间距不同[2]。 当x 值在0.2-0.33 之间,即MⅡ/MⅢ摩尔比介于2~4之间时能得到结构完整的LDHs。在LDHs晶体结构中,由于受晶格能最低效应及其晶格定位效应的影响,使得金属离子在层板上以一定方式均匀分布,即在层板上每一个微小的结构单元中,其化学组成不变。
水滑石价格一般是多少
水滑石材料属于阴离子型层状化合物。层状化合物是指具有层状结构、层间离子具有可交换性的一类化合物，利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性，将一些功能性客体物质引入层间空...
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滑石产地在哪
中国滑石产地分布于15个省、市、自治区。南方和北方大体平衡。但东西部分布则明显不平衡，真正西部的新疆、西藏广大地区目前尚无滑石产地。从储量分布分析，西部保有储量仅占全国保有储量的34%。各省、市、自...
什么是滑石粉呢？滑石粉有什么作用？
滑石粉有以下几种： 化工级滑石粉 用途：用于橡胶、塑料、油漆、等滑工行业作为强化改质填充剂。特点：增加产品行状的稳定，增加张力强度，剪切强度，绕曲强度，压力强度，降低变形，伸张率，热膨胀系数，白度高、...
滑石含有石棉，腻子粉含有滑石，室内刮墙还敢用腻子吗？
可以的啊；具有超强耐水性的外墙柔性腻子，具有能吸收有害气体、能释放负离子的内墙腻子粉等等这样的功能，对于消费者来说，可以呵护家人的健康，花钱也要花的值当。政府宣传和意识的提高，绿色环保、健康低碳的大众...
LDHs是由带正电荷的主体层板和层间阴离子通过非共价键的相互作用组装而成化合物，它的结构类似于水镁石Mg(OH)2，由MgO6八面体共用棱形成单元层。有以下几个很突出的特点:(1)主体层板的化学组成可调变;(2)层间客体阴离子的种类和数量可调变;(3)插层组装体的粒径尺寸和分布可调控
典型的LDHs化合物是镁铝碳酸根型水滑石:Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O[4]。LDHs的结构非常类似于水镁石[Mg(OH)2]，由MgO6八面体共用棱形成单元层，位于层上的Mg可在一定的范围内被Al同晶取代，使得层板带正电荷，层间有可交换的CO3与层板上的正电荷平衡，使得LDHs的整体结构呈电中性。由于层板和层间阴离子通过氢键连接，使得LDHs层间阴离子具有可交换性。此外，在LDHs中存在层间水这些水分子可以在不破坏层状结构条件下除去。
LDHs是由层间阴离子及带正电荷层板堆积而成的化合物。LDHs的化学组成具有如下通式:[M2+1-xM3+x(OH)2]x+(An–)x/n?mH2O，其中M2+和M3+分别为位于主体层板上的二价和三价金属阳离子，如Mg2+、Ni2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Pd2+、Fe2+等二价阳离子和Al3+、Cr3+、Co3+、Fe3+等三价阳离子均可以形成水滑石;An–为层间阴离子，可以包括无机阴离子，有机阴离子，配合物阴离子、同多和杂多阴离子;x为M3+/(M2++M3+)的摩尔比值，通常是0.2到0.33;m为层间水分子的个数。其结构类似于水镁石Mg(OH)2，由MO6八面体共用棱边而形成主体层板。位于层板上的二价金属阳离子M2+可以在一定的比例范围内被离子半价相近的三价金属阳离子M3+同晶取代，使得层板带正电荷，层间存在可以交换的的阴离子与层板上的正电荷平衡，使得LDHs的整体结构呈电中性。此外，通常情况下在LDHs层板之间尚存在着一些客体水分子。
在催化方面的应用
因水滑石具有独特的结构特性，从而可以作为碱性催化剂、氧化还原催化剂以及催化剂载体。如:它可以作为加氢、重整、裂解、缩聚、聚合等反应的催化剂;Suzuki和Reichle分别报道了用水滑石及不同阴离子取代的水滑石作2-羟基丁醛缩聚反应的催化剂,以及用含稀土La水滑石催化合成邻苯二甲酸二戊酯等。
LDHs作为多相碱性催化剂，在许多反应中正在取代N a O H 、K O H 等传统碱性催化剂。由于同多和杂多阴离子柱撑水滑石具有独特的性能，如具有可调变的孔道结构及较强的择形催化和酸碱性能而倍受人们的重视。文献报道比较多的主要是采用二元、三元同多或杂多酸阴离子做柱撑剂，用它们考察过的催化反应有加氢、重整、裂解、缩聚、费-托合成制低碳醇、酯化、催化氧化等。
医药方面的应用
水滑石类化合物可以作为治疗胃病如胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡等常见疾病上述胃病一般是由于胃酸过多并积累，胃长期处于酸性环境之中而导致的慢性病，其治疗方法主要是通过采用碱性的药物，通过中和反应调节胃液pH值，适当抑制胃蛋白酶的活性，使胃组织功能恢复正常。采用水滑石，其缓冲范围是pH值=3~5，能够有效地抑制胃蛋白酶的活性，药效显著且持久，它作为抗酸药，在迅速取代第一代氢氧化铝类传统抗酸药。研究证明，通过改进水滑石的阴离子组成，得到一些含磷酸盐阴离子的类水滑石，它们作为抗酸药，将继承传统抗酸药的优点，并且可以避免导致软骨病和缺磷综合症等副作用的发生。
离子交换和吸附方面的应用
LDHs可以作为阴离子交换剂使用。LDHs的阴离子交换能力与其层间的阴离子种类有关，阴离子交换能力顺序是CO3> SO4>HPO4> F> Cl>B(OH)4>NO3。高价阴离子易于交换进入LDH层间，低价阴离子易于被交换出来。LDHs由于具有较大的内表面积，容易接受客体分子，可被用来作为吸附剂。
目前，在印染、造纸、电镀和核废水处理等方面已有使用LDH、LDO作为离子交换剂或吸附剂的研究报道。如用LDH 通过离子交换法去除溶液中某些金属离子的络合阴离子，如Ni(CN)4、CrO4等;用Li和Al与直链酸构成的LDH可以作为疏水性化合物的吸附剂;利用LDH的选择性以及异构体不同的插入能力来分离异构体;LDH 、LDO作为一种具有很大潜力的酚类吸附剂，可以从废水中吸附三氯苯酚(TCP)、三硝基苯酚(TNP)等。LDHs的离子交换性能与阴离子交换树脂相似，但其离子交换容量相对较大(如水滑石，3.33meq/g)、耐高温(300℃)、耐辐射、不老化、密度大体积小，上述特点尤其适合于核动力装置上放射性废水的处理。
如在核废水中放射性I-离子的处理可以用LDH。LDO对于金属离子具有较强的吸附能力。如核废水中的Co离子，可以使用LDO 处理，它不仅吸附Co阳离子还同时吸附溶液中的阴离子，如SO4等，它可以在较高的温度下(500℃)进行，与离子交换树脂相比具有不可比拟的优势。
新型杀菌材料:LDHs特殊的化学组成，使其对多种微生物和菌类的生长有显著的抑制作用，用于塑料、农膜可防止表面蛰生物的形成，用于建筑涂料可避免生成霉菌。与ZnO、Fe2O3以及含银盐的杀菌材料相比，LDHs具有如下优点:有效杀菌成分高度分散，杀菌效率高;在合成材料中分散性好，力学性能优异;耐光和耐候性好，不易脱色。将水滑石类化合物添加到牙膏、牙刷、假牙等口腔用品或材料中，还可以有效抑制口腔细菌。
紫外阻隔材料:紫外线辐射带来的各种危害已经引起人们的广泛关注，各种抗紫外线材料的研制成为国内外的研究热点之一。ZnAl-LDHs焙烧产物LDO具有良好的紫外阻隔性能。在250~365 nm范围内，ZnAl-LDO紫外透过率明显低于MgAl-LDO，说明前者具有良好的紫外阻隔性能。随着LDHs前体Zn/Al摩尔比的提高，ZnAl-LDO紫外透过率相应降低，表明Zn/Al摩尔比提高，ZnAl-LDO紫外阻隔性能增强。
阻燃剂:经插层组装可使LDHs的层间具有丰富的阻燃性物种CO32-和结晶水，在受热燃烧时，释放阻燃性气体CO2起到隔绝氧气和降低材料表面温度的作用。同时LDHs在表面形成凝聚相，阻止燃烧面扩展。LDHs受热分解后，借助纳米尺寸在材料内部形成高分散的大比表面固体碱，对燃烧氧化产生的酸性气体具有极强的吸附作用，从而起到优异的抑烟作用。LDHs作为阻燃剂加入聚氯乙烯(PVC)中具有明显的阻燃和抑烟效果，较小的添加量就可在不降低材料氧指数(LOI)的同时，使抑烟效果显著提高。
分离与吸附材料:LDHs具有阴离子交换性能，因此可作为阴离子交换剂，LDHs应用于环境友好化学中是当前研究的热点它可以吸附多种有害气体
酸碱双功能性:
LDHs的层板由镁氧八面体和铝氧八面体组成。所以，具有较强的碱性。不同的LDHs的碱性强弱与组成中二价金属氢氧化物的碱性强弱基本一致，但由于它一般具有很小的比表面积，表观碱性较小，其较强的碱性往往在其煅烧产物双金属氧化物(Layered Double Oxide，LDO)中表现出来。
层间离子的可交换性:
LDHs的结构特点使其层间阴离子可与各种阴离子进行交换一般而言，高价阴离子易于交换进入层间，而低价阴离子易于被交换出来。利用LDHs的这种性质可以调变层间阴离子的种类赋予水滑石不同的性质，合成不同类型的水滑石。
热稳定性:
水滑石的热分解过程包括脱层间水、脱羟基和新相生成等步骤。对于镁铝碳酸根来说，在空气中低于200 ?C时，仅失去层间的水分，而对其结构没有影响;当加热到250~450 ?C时，层间水分失去的同时有CO2生成;加热到450 ~500 ?C后，脱水比较完全，CO32–消失，完全转变成CO2，最后剩余物是Mg6Al2O8(OH)2。当加热温度不超过550 ~600 ?C，则这一分解过程是可逆的，在这一过程中仅表现为适当的表面积增加，孔体积增大以及形成了酸碱中心。当加热温度超过了600 ?C时，则分解后形成的金属氧化物的混合物开始烧结，从而使表面积降低，孔体积减小，同时形成尖晶石MgAl2O4。
记忆效应:
所谓记忆效应是指在一定条件下，将水滑石热分解所获得的氧化物在一定外界条件下，可使之恢复到起始物质状态。但是，记忆效应与热分解的温度有关，当温度过高时，分解产物无法恢复至水滑石的结构。同时，此种恢复不是百分之百的恢复，且在恢复过程中，其结晶度会有所降低。
滑石粉以天然滑石矿为原料，经过精细开采，破碎，打磨，分级，包装等一系列工艺制备而成的。主要成分是水硅酸镁，主要组成部分为二氧化硅，氧化镁，碳酸钙等元素。
水滑石是一种化学合成物质，是由带正电荷的主体层板和层间阴离子通过非共价键的相互作用组装而成化合物，它的结构类似于水镁石Mg(OH)2，由MgO6八面体共用棱形成单元层。
水滑石及其改性后的类水滑石在离子交换,吸附,传导,分离,医药和催化等诸多领域具有广阔的应用前景目前应用最广泛的是作为阻燃剂和PVC材料中的热稳定剂
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水滑石是钙锌稳定剂不可或缺的原材料，水滑石具有特殊结构和性能，最基本的性能是碱性和多空性，具有独特、优异的性能和功效。可以有效地吸收 PVC 降解时脱出的氯化氢，减缓氯化氢对 PVC 树脂的自催化作用，起一个酸吸收剂的作用也就是热稳定作用，多用于热稳定剂。
水滑石还具有透明性好、绝缘性好、耐候性好及加工性好的优点，不受硫化物的污染、无毒、能与锌皂及有机锡等热稳定剂起协同作用，是极有开发前景的一类无毒辅助热稳定剂。
水滑石的结构是层板型，层间距很大，为 076～079nm，而且有很大的比表面积，这样能够使其表面羟基充分与氯化氢反应，对稳定剂有很好的作用。
水滑石的缺点是：
1、在初期白度上，水滑石无论是单独作用还是和钙锌体系协同作用对 PVC 的初期着色性的改善都没有任何作用，在经 180℃热烘箱老化后样片颜色趋于红色。
2、在刚果红热稳定上，水滑石单独作用可以提高 PVC 热稳定时间，且随添加量的增加，PVC 热稳定时间呈现增加趋势，但是提高幅度不大。
3、当水滑石和钙锌体系复配作为热稳定剂时，PVC 热稳定时间得到大幅度提高，且同样满足热稳定时间随添加量的增加而增加的趋势。因此，双羟基金属氢氧化物应归属为长期辅助型热稳定剂，可有效延长 PVC 的长期热稳定时间。
所以，复配钙锌稳定剂的时候，水滑石是其中一个重要原料。关于初期白度的问题，已经有原料很好的解决。
会的，因为水滑石加热到一定温度发生分解，在空气中低于200℃时，仅失去层间水分。氧化物首先先水合形成CO32-插层水滑石;随之,部分Al3+由固相溶出并进入Si-O聚阴离子四面体位
水滑石（Hydrotalcite）是一类阴离子型层状矿物。它具有类水镁石的八面体结构层，层内因不等价类质同象置换（例如：Al3+→Mg2+）而产生的正电荷，被层间的阴离子（最常见为CO32-）所平衡（图1）。因此，它也被视作具有二维结构的碳酸盐矿物。在地表碳循环过程中，水滑石能够快速从大气或介质中捕获CO2，并且在适宜的温压条件下快速释放。因而有观点认为，水滑石的这种独特的现象有可能打破“矿物参与的碳循环是个缓慢过程”的传统认识，引起广泛关注。尽管，水滑石可以在多种地质环境中形成（例如，玄武岩风化过程、盐卤湖泊蒸发结晶、碱性土壤中沉淀作用），但全球仅存在极少处可供开采的水滑石矿。那么在地质演化过程的某些阶段，地表是否存在大量的水滑石矿物、它与黏土矿物之间存在着怎样的平衡关系、其矿床稀缺的原因等问题是长久以来困惑矿物学家的未解之谜。
图1 水滑石和皂石的层状结构示意图
中科院广州地化所陶奇副研究员、何宏平研究员及其合作者基于前期研究认为，水滑石和皂石均可在中性至碱性条件形成，且都可以形成于玄武质母岩的风化过程，它们很可能在结晶过程中存在竞争或相互转化关系。据此，研究选择混合金属氧化物（MMO）作为起始物，考察其在碱性水热条件下的转化过程。基于对产物的XRD、27Al和29Si NMR、TEM等多种谱学和微束微区测试和分析，揭示了该转化过程矿物结晶顺序、及其相互转化的影响因素和规律，提出了氧化物经由水滑石相向皂石转变的“部分溶解 - 结晶”转化机制。
1 水热反应中的物相转变分析
X射线衍射（XRD）结果显示，在Si-O阴离子共存的碱性条件下，金属氧化物首先快速水合，形成水滑石矿物相（图2）。随后，水滑石逐渐减少，并逐渐被蒙皂石矿物取代。产物经乙二醇饱和，(001)晶面的d值由1286 nm增至1663 nm；同时, 其(060)晶面的d值为0154 nm, 证实最终产物为具有三八面体的皂石矿物。
图2 XRD图揭示了随反应时间的延长，产物物相由水滑石逐渐向皂石转变的过程。
2 物相转变的影响和制约因素
固体核磁光谱（27Al、29Si NMR）揭示，皂石产物结晶度随着反应时间延长不断增加，在15天后达到最高（图2、3）；反应体系中Mg2+与Al3+含量对产物生长速率和物相纯度起到重要的影响和制约作用。皂石晶体生长速率随起始物中Mg/Al含量比增大而减缓；当Mg2+、Al3+过量时，将生成水镁石和钠霞石等杂相；硅阴离子（SiO32-）浓度对产物物相和转化反应进程起到最直接的限制作用。当SiO32-浓度<水滑石阴离子交换容量（1AEC）时，其主要发生插层反应，进入水滑石层间（图2、3）；当其浓度≥1AEC时，则主要发生缩合反应，转化为皂石的四面体片。
图3 27Al、29Si NMR光谱揭示了硅阴离子浓度对产物中离子占位、结晶过程中离子迁移等微结构特征、以及产物物相纯度和结晶度等矿物学特征的影响。
3 物相转化机制
透射电子显微镜（TEM）照片显示，反应由氧化物颗粒边缘向内部深入（图4），历经“水合 - 部分溶解 - 结晶”转化过程（图5）。氧化物首先先水合形成CO32-插层水滑石；随之，部分Al3+由固相溶出并进入Si-O聚阴离子四面体位。由此产生的额外负电荷，加速了其与水滑石层间的缩合，最终形成TOT结构的皂石；同时，产物表面电荷反转为负电性，CO32-脱离固相。
图4 TEM照片显示反应由边缘开始逐渐向内深入。P1-P3分别对应水滑石、水滑石-皂石混合相和皂石。
4 指示意义
水滑石极易在碱性环境形成，但它将与共存的硅阴离子进一步反应，转化为皂石，历经“部分溶解 - 结晶”转化路径。该发现从矿物学角度为水滑石矿床稀缺提供了一种合理的解释。
转化过程中，金属离子浓度与迁移特征对矿物转化的限制机制、类质同象置换规律等可为类似矿物稳定性研究、土壤金属可利用性评价等提供理论依据。
CO2起到不可或缺的媒质作用：它为水滑石的形成提供了CO32-，最后又因固体表面电荷反转而脱逸。该过程可能为地表碳循环研究提供新思路。
