偶氮染料刚果红插层水滑石的制备及性能研究

摘要

大多数偶氮染料因其耐光性和耐热性比较差，使其应用范围和使用效果受到了一定限制。本文利用水滑石类化合物的可插层性、结构的可调控性以及层板对层间物种具有稳定作用的特性，采用水热离子交换法将偶氮类染料客体插入由不同元素构成的水滑石主体层板之间，组装得到了一系列具有光热稳定性良好的插层结构材料。采用XRD、FT-IR、TG/DTA和ICP等多种分析表征手段对上述插层前体、层间客体及插层产物的晶体结构和性能进行了系统的研究。同时本论文也研究了插层染料在复合材料中的应用性能。 采用成核/晶化隔离法，合成了ZnAl-NO<,3>-LDHs和MgAl-NO<,3>-LDHs，并对其结构特征进行了系统的研究。另外，还研究了晶化时间和晶化温度对LDHs结构的影响。 采用水热离子交换法合成了刚果红(CR)插层LDHs，最佳合成条件为；晶化时间12h，晶化温度120℃。根据表征和测试结果，确立了刚果红阴离子插层ZnAl-NO<,3>-LDHs的超分子结构模型。插层结构体系中存在主体-客体、客体-客体的相互作用，其中刚果红阴离子通过静电力和氢键与LDHs层板相互作用，插层产物中偶氮染料阴离子以长轴倾斜于层板方向、单层排列方式定位于主体层间。 光热稳定性能的表征结果表明，刚果红插层LDHs的热稳定性较客体分子自身有了一定的提高，分解温度从500℃增加到近521℃，克服了偶氮染料在耐热性方面的不足。同时，插层产物的光稳定性也较客体分子有所提高。上述结果说明LDHs作为一个分子容器，对刚果红的异构反应起到了限域作用。此外，将刚果红插层LDHs与有机材料复合，其有机-无机复合材料的耐光照性能均比二者优良，说明有较好的实际应用性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1染料的概述

1.1.1染料的历史与现状

1.1.2染料的发展趋势

1.1.3偶氮染料概述

1.2水滑石类化合物概述

1.2.1 LDHs的组成和结构

1.2.2 LDHs的性质

1.2.3 LDHs的制备

1.3超分子插层组装概述

1.3.1有机阴离子插层LDHs的结构研究

1.3.2有机阴离子插层LDHs的制备

1.3.3有机阴离子插层LDHs的应用

1.4本论文的研究目的、内容及意义

1.4.1本论文立题的目的和意义

1.4.2本论文的研究内容

第二章实验部分

2.1实验药品及实验装置

2.2实验内容

2.2.1水滑石前体的制备

2.2.2刚果红插层LDHs的制备

2.2.3插层染料/PE复合材料的制备

2.2.4插层染料光、热稳定性的测试方法

2.3样品的分析表征方法

第三章水滑石的制备和结构分析

3.1水滑石的化学组成分析

3.2水滑石的晶体结构分析

3.3合成条件改变对LDHs前体制备的影响

3.3.1晶化温度对LDHs结构的影响

3.3.2晶化时间对LDHs结构的影响

3.4小结

第四章偶氮染料插层LDHs的超分-子-结构和性能研究

4.1刚果红插层LDHs的超分子结构

4.1.1刚果红插层LDHs的晶体结构分析

4.1.2主-客体之间的相互作用

4.1.3样品的化学元素组成

4.1.4超分子插层结构模型

4.2反应条件对LDHs插层的影响

4.2.1反应温度对插层反应的影响

4.2.2反应时间对插层反应的影响

4.3小结

第五章超分子结构刚果红插层LDHs的光热稳定性研究

5.1刚果红的顺反异构特征

5.2刚果红插层LDHs的光稳定性研究

5.2.1刚果红插层LDHs的光稳定性研究

5.2.2染料/PE复合材料的光稳定性研究

5.3刚果红插层LDHs的热稳定性研究

5.4小结

第六章结论

参考文献

致谢

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