聚乙烯基咔唑插层水滑石荧光薄膜及其制备方法
【专利摘要】本发明属于有机－无机复合材料领域，具体涉及一种聚乙烯基咔唑插层水滑石荧光薄膜及其制备方法。本发明的聚N-乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石薄膜为超分子结构，其晶体结构为类水滑石材料的晶体结构，化学式为：[(M2+)1-x(M3+)x(OH)2]x+(PTBBA-)x(PVK)y·mH2O。本发明利用水滑石层间对叔丁基苯甲酸根提供的富含苯环的疏水环境，可以将具有优良荧光特性的N-乙烯基咔唑组装进入水滑石层间，在汞灯照射下实现了原位聚合，制备了聚合N-乙烯基咔唑插层水滑石薄膜材料。该材料插层结构稳定、机械强度高、耐腐蚀性强，且在可见光区有明显的荧光，作为光学材料具有广阔的应用前景。
【专利说明】聚乙烯基咔唑插层水滑石荧光薄膜及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于有机一无机复合材料领域，具体涉及一种聚乙烯基咔唑插层水滑石荧光薄膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002]咔唑是一种重要的含氮原子杂环类有机化合物，其衍生物作为优良的光学材料和精细化学品的中间体，在诸如偶氮染料、有机发光材料、医药、橡胶助剂等领域有广泛的应用。以咔唑及其衍生物为单体合成的聚合物具有卓越的导热、导电、荧光发射性能；且具有半导体和光导性能，还可以作为电荷转移复合物的原料使用。近年来咔唑及其衍生物的聚合产物得到了越来越多的关注，是多个应用领域的研究热点。
[0003]水滑石([0?)是由层间阴离子及带正电荷层板堆积而成的化合物。[0?的化学组成具有如下通式:-！^20，其中,和分别为位于主体层板上的二价和三价金属阳离子，如1&+、附?、2112\ 0112\ 002^等二价阳离子和八13\ 、00^等三价阳离子均可以形成水滑石；#—为层间阴离子，包括无机阴离子，有机阴离子，配合物阴离子等4为137 (,+,)的摩尔比值，大约为1:5到1:3 ；！！！为层间水分子的个数。水滑石化学稳定性良好，具有较强的抗热和耐腐蚀性能，且10?层板金属离子可调变，层间阴离子具有可交换性，多种功能性阴离子都可通过离子交换进入层间。目前已经得到多种功能型复合材料，使得10?在高性能催化材料、生物材料、电子材料、吸波材料、环保材料等新兴领域展示出了广阔的应用前景。10118薄膜材料更有利于实现功能[0?材料的器件化，显著拓宽了其在工业上的应用。目前水滑石材料成膜的方法主要有:溶剂蒸发法，层层组装法，原位生长法。其中原位生长法是在铝基底上直接生长得到，成膜后具有不易脱落、机械强度大，耐腐蚀性强等优点，因此得到了越来越多的关注和实际应用。
[0004]在文献⑴苯并咔唑插层水滑石复合发光材料及其制备方法，发明专利⑶200810227218中，肖东鹏等人将2-羟基苯并咔唑-3-羧酸根阴离子插层水滑石粉体的层间。发现将苯并咔唑插入水滑石层间后形成了新型有机一无机复合物，实现了苯并咔唑分子在分子尺度上定向排列和均匀分散，有效避免了有机分子团聚造成的荧光量子效率降低的问题，提高了苯并咔唑的发光效率和化学稳定性。
[0005]在文献，2012，24:6053-6057中，211611 11 等人采用层层组装法制备了聚化乙烯基咔唑和二萘嵌苯修饰的水滑石薄膜材料，在该材料中聚化乙烯基咔唑与水滑石层板间靠氢键相互作用，实现了中性聚合物在水滑石层间的组装。该团队还详细研究了这种薄膜材料在荧光发射过程中的层间客体能量转移，提出了提高聚咔唑类物质荧光发光效率的方法。
[0006]目前国内尚无有关采用原位聚合法制备中性聚化乙烯基咔唑插层垂直基底排列水滑石薄膜的文献及专利报道。
【发明内容】
[0007]本发明目的在于提供一种机械强度高、耐高温、耐腐蚀性气体的聚乙烯基咔唑插层水滑石荧光薄膜；本发明同时提供其制备方法。
[0008]本发明所述的聚^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石薄膜，是先通过电解氧化法在金属铝基板上生成一层致密氧化铝层作为铝基底0^0/八1),再采用原位生长法在该基底上生成层板垂直招基底排列的对叔丁基苯甲酸根(4-1:61^-8111:7113611201(3
插层水滑石薄膜，在层间形成含有苯环结构的疏水性环境；然后将^乙烯基咔唑引入并固定于对叔丁基苯甲酸根修饰的水滑石层间；再将该薄膜浸泡在氯仿中，用高压汞灯照射，促使^乙烯基咔唑在水滑石层间发生原位聚合，得到聚乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石薄膜。
[0009]本发明所述的聚化乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石薄膜为超分子结构，其晶体结构为类水滑石材料的晶体结构，其化学式为:
[0010]〔 (12.)卜(13.)又(0?) 21 ^,挪)7.砸20
[0011]其中X = 0.25-0.33,7 = 0.01-0.03,111 = 3-6，111 为层间结晶水分子的数量，为二价金属离子，⑶肝)为二价金属离子，？188八—为对叔丁基苯甲酸根，为聚.乙烯基咔唑。
[0012]所述的二价金属离子,优选2,或I# ；所述的,优选…? ；所述的的聚合度为4-6。
[0013]所述的聚乙烯基咔唑插层水滑石荧光薄膜的制备方法，包括如下步骤:
[0014]八、将铝片剪切成片状，用0.1-111101/1盐酸溶液清洗铝片表面，于去离子水中超声清洗2-0.811101/1版10?溶液中浸泡处理2-5111111，用去离子水冲洗干净；将清洗后的铝片作为阳极，铅片作为阴极，以1.0001/1 ！！2304溶液作电解液，恒压氧化，工作电压12-207，氧化电流为1.5-3八，电解时间为0.5-化，电解温度为20-251；然后在25-601干燥10-2011，得到铝基底；
[0015]8、分别称取二价金属盐、对叔丁基苯甲酸钠和铵盐溶解于去离子水中配成反应合成液，再用氨水调节反应合成液的邱在6.0-9.0之间；将步骤八得到的铝基底垂直悬吊在上述反应合成液中，在50-751温度下反应12-721！，反应结束后将样品取出后，用去离子水冲洗3-5次，于20-301下干燥12-241！，得到原位生长于铝基底上的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜$188八-10?薄膜)；
[0016]所述的二价金属盐、铵盐为其相应的盐酸盐或硝酸盐。
[0017]匕将化乙烯基咔唑溶于队化二甲基甲酰胺中，加入步骤8得到的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜，放入超声波震荡器中超声处理0.5匕在超声时可采用加入冰块的方法控制温度不超过251。再将其转移到水热合成釜中，放入高温烘箱中于90-1101下共热12-2411，产物分别用0即和去离子水充分洗涤，在50-701下干燥20-4811后即可得到乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石71(/9188八-0)? ；
[0018]0、将步骤得到的^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石放入盛有的石英杯中，用高压汞灯照射6-101！，产物用分洗涤，在40-601下干燥20-481！后即可得到聚.乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石
[0019]将制得的插层产物进行乂即、扫描电镜表征，并研究其突光性能。
[0020]将上述材料进行^即、扫描电镜表征显示成功制备了聚.乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石薄膜。由乂即结构参数可知对叔丁基苯甲酸根在水滑石层间采取轴线垂直层板的单层排列方式，乙烯基咔唑进入层间以及在层间发生原位聚合后，层间距并没有增大，这是由于.乙烯基咔唑以及聚合产物的分子较小，且原位生长于铝基底上的水滑石层板间距很难扩张，故聚化乙烯基咔唑分子采取苯环连线平行水滑石层板的排列方式。在化乙烯基咔唑及其聚合物进入水滑石层间前后，其晶胞参数3值保持不变且和水滑石粉体相近，表明产物具有完整的层状结构。从扫描电镜照片中可以看出，制备得到的聚乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜中，水滑石层板垂直于基底，并且排列较致密。在荧光光谱中，观察到聚化乙烯基咔唑插层[0?受激发后能发出明显的荧光。
[0021]本发明是利用水滑石的原位生长技术，将对叔丁基苯甲酸根阴离子先插层进入水滑石薄膜层间，制得有机-无机纳米复合膜。再利用对叔丁基苯甲酸根在水滑石层间形成的疏水环境，将^乙烯基咔唑引入对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石层间，最后在汞灯照射下^乙烯基咔唑在层间发生原位聚合反应，制得含有聚^乙烯基咔唑的层状复合薄膜材料。由于层间苯环提供了具有大的离域X键的疏水环境，与聚^乙烯基咔唑性质接近，因此在制备的材料中，聚化乙烯基咔唑在水滑石薄膜层间稳定存在。另外采用该方法制备的水滑石膜是从氧化铝基底上生长出的，其与基底的作用力较强，不易脱落，使用方便。
[0022]本发明具有如下有益效果:
[0023]本发明利用水滑石层间对叔丁基苯甲酸根提供的富含离域X键的疏水环境，可以将具有优良荧光特性的^乙烯基咔唑组装进入水滑石层间，在汞灯照射下实现了原位聚合，制备了聚合化乙烯基咔唑插层水滑石薄膜材料。该材料插层结构稳定、机械强度高、耐腐蚀性强，且在可见光区有明显的荧光，因此，本发明的荧光薄膜作为优良的光学材料具有广阔的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为聚^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜的结构示意图。
[0025]图2为实施例1制备的聚^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层水滑石荧光薄膜的X射线粉末衍射图；
[0026]其中^ 一对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜山一乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜—聚乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜。
[0027]图3为实施例1制备的聚^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜的扫描电镜平面照片。
[0028]图4为实施例1制备的聚^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜的荧光光谱图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例对本发明作进一步描述。
[0030]实施例1
[0031]八、将铝片剪切成片状，用0.111101/1盐酸溶液清洗铝片表面，于去离子水中超声清
211101/1似0！1溶液中浸泡处理5111111，用去离子水冲洗干净；将清洗后的铝片作为阳极，铅片作为阴极，以1.0001/1 ！！2304溶液作电解液，恒压氧化，工作电压12乂，氧化电流为1.5八，电解时间为1卜，电解温度为201；然后在251干燥20匕得到铝基底；
[0032]8、分别称取2.98 211 (勵2 - 6^0,0.468对叔丁基苯甲酸钠和4.88順4勵3溶解于去离子水中配成1001111反应合成液，再用浓度1 %的順3 420调节反应合成液的邱为6.0 ；将步骤八得到的大小为2(^1铝基底0^0/41)基片垂直悬吊在上述反应合成液中，在501下反应721反应结束后将样品取出后，用去离子水冲洗3次后，于201下干燥2处，得到原位生长于铝基底上的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜0188八-0)?薄膜)；
[0033]0、将0.258.乙烯基咔唑溶于100此队.二甲基甲酰胺中，加入步骤8得到的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜，在凡保护下放入超声波震荡器中，超声处理0.5卜(频率201(--)，在超声时可采用加入冰块的方法控制温度不超过251。再将其转移到水热合成釜中，在高温烘箱中于901下共热2处，产物用01？和去离子水分别洗涤3次，在501下干燥48卜后即可得到.乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石71(/9188八-0)? ；
[0034]0、将步骤得到的^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石放入盛有1004(--的石英杯中，用高压汞灯照射6卜。产物用⑶013洗涤3次，在401下干燥20匕后即可得到聚.乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石
[0035]本实施例中，产物化学式为:〔(2,) 0.67 (八13.) 0.33 (0?) 210.33+ (户碰-)?33 (哪)?02.3?20，的聚合度为4。由X射线衍射图可知，采用原位生长法制备的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜，对叔丁基苯甲酸根进入水滑石膜层间，其层板间距为1.922=%说明对叔丁基苯甲酸根在水滑石层间采取轴线垂直层板的单层排列方式，化乙烯基咔唑进入层间以及在层间发生原位聚合后，层间距并没有增大，这是由于.乙烯基咔唑以及聚合产物的分子较小，且原位生长于铝基底上的水滑石层板间距很难扩张，故聚化乙烯基咔唑分子采取苯环连线平行水滑石层板的排列方式。在化乙烯基咔唑及其聚合物进入水滑石层间前后，其晶胞参数3值保持不变且和水滑石粉体相近，表明产物具有完整的层状结构。从扫描电镜照片中可以看出，制备得到的聚^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜中，水滑石层板垂直于基底，并且排列较致密。在荧光光谱中，观察到聚化乙烯基咔唑插层[0?受激发后在368=0处能发出明显的荧光。
[0036]实施例2
[0037]八、将铝片剪切成片状，用1001/1盐酸溶液清洗铝片表面，于去离子水中超声清洗2111111 (频率201(?)，放入0.811101/1版10?溶液中浸泡处理2-11,用去离子水冲洗干净；将清洗后的铝片作为阳极，铅片作为阴极，以1.0001/1 ！！2304溶液作电解液，恒压氧化，工作电压207，氧化电流为I电解时间为0.5匕电解温度为251；然后在601干燥10匕得到铝基底；
[0038]8、分别称取2.58 (勵2 - 6^0,0.468对叔丁基苯甲酸钠和4.88順4勵3溶解于去离子水中配成1001111反应合成液，再用浓度1 %的順3 420调节反应合成液的邱为9.0 ；将步骤八得到的大小为2(^1铝基底0^0/41)基片垂直悬吊在上述反应合成液中，在751下反应121反应结束后将样品取出后，用去离子水冲洗5次后，于301下干燥12匕得到原位生长于铝基底上的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜0188八-0)?薄膜)；
[0039]0、将0.258.乙烯基咔唑溶于100此队.二甲基甲酰胺中，加入步骤8得到的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜，在凡保护下放入超声波震荡器中，超声处理0.5卜(频率201(--)，在超声时可采用加入冰块的方法控制温度不超过251。再将其转移到水热合成釜中，在高温烘箱中于1101下共热12匕产物用01？和去离子水分别洗涤3次，在701下干燥20卜后即可得到.乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石71(/9188八-0)? ；
[0040]0、将步骤得到的^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石放入盛有1004(--的石英杯中，用高压汞灯照射10卜。产物用(--洗涤3次，在601下干燥48匕后即可得到聚.乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石
[0041〕 本实施例中，产物化学式为:〔(%2.) 0.67 (八13.) 0.33 (0?) 210.33+ (户碰-)?33 (哪)?02.3?20，的聚合度为6。由X射线衍射图可知，采用原位生长法制备的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜，对叔丁基苯甲酸根进入水滑石膜层间，其层板间距为1.931！！！！！，说明对叔丁基苯甲酸根在水滑石层间采取轴线垂直层板的单层排列方式，化乙烯基咔唑进入层间以及在层间发生原位聚合后，层间距并没有增大，这是由于.乙烯基咔唑以及聚合产物的分子较小，且原位生长于铝基底上的水滑石层板间距很难扩张，故聚化乙烯基咔唑分子采取苯环连线平行水滑石层板的排列方式。在化乙烯基咔唑及其聚合物进入水滑石层间前后，其晶胞参数3值保持不变且和水滑石粉体相近，表明产物具有完整的层状结构。从扫描电镜照片中可以看出，制备得到的聚^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜中，水滑石层板垂直于基底，并且排列较致密。在荧光光谱中，观察到聚化乙烯基咔唑插层[0?受激发后在367=0处能发出明显的荧光。
[0042]实施例3
[0043]八、将铝片剪切成片状，用0.5001/1盐酸溶液清洗铝片表面，于去离子水中超声清
511101/1似0！1溶液中浸泡处理3111111，用去离子水冲洗干净；将清洗后的铝片作为阳极，铅片作为阴极，以1.0-1/1 ！！2304溶液作电解液，恒压氧化，工作电压“V，氧化电流为2八，电解时间为0.8匕电解温度为221；然后在401干燥15匕得到铝基底；
[0044]8、分别称取2.08468对叔丁基苯甲酸钠和4.88 ^401溶解于去离子水中配成10001反应合成液，再用浓度1 %的叫420调节反应合成液的邱为7.0 ；将步骤八得到的大小为1(^X2(3111铝基底(議關基片垂直悬吊在上述反应合成液中，在601下反应481反应结束后将样品取出后，用去离子水冲洗4次后，于251下干燥16匕得到原位生长于铝基底上的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜0188八-0)?薄膜)；
[0045]0、将0.258.乙烯基咔唑溶于100此队.二甲基甲酰胺中，加入步骤8得到的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜，在凡保护下放入超声波震荡器中，超声处理0.5卜(频率201(--)，在超声时可采用加入冰块的方法控制温度不超过251。再将其转移到水热合成釜中，在高温烘箱中于1001下共热16匕产物用01？和去离子水分别洗涤3次，在601下干燥36卜后即可得到.乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石71(/9188八-0)? ；
[0046]0、将步骤得到的^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石放入盛有10011110！1013的石英杯中，用高压汞灯照射8卜。产物用洗涤3次，在501下干燥36匕后即可得到聚.乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石
[0047]本实施例中，产物化学式为:〔(2112.)0.67 (八 13.) 0.33 (0?) 210.33+ (户碰-)?33 (哪)?02.3?20，的聚合度为5。由X射线衍射图可知，采用原位生长法制备的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜，对叔丁基苯甲酸根进入水滑石膜层间，其层板间距为1.928=%说明对叔丁基苯甲酸根在水滑石层间采取轴线垂直层板的单层排列方式，化乙烯基咔唑进入层间以及在层间发生原位聚合后，层间距并没有增大，这是由于.乙烯基咔唑以及聚合产物的分子较小，且原位生长于铝基底上的水滑石层板间距很难扩张，故聚化乙烯基咔唑分子采取苯环连线平行水滑石层板的排列方式。在化乙烯基咔唑及其聚合物进入水滑石层间前后，其晶胞参数3值保持不变且和水滑石粉体相近，表明产物具有完整的层状结构。从扫描电镜照片中可以看出，制备得到的聚^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜中，水滑石层板垂直于基底，并且排列较致密。在荧光光谱中，观察到聚化乙烯基咔唑插层[0?受激发后在369=0处能发出明显的荧光。
[0048]实施例4
[0049]八、将铝片剪切成片状，用0.2001/1盐酸溶液清洗铝片表面，于去离子水中超声清洗40111(频率201(?)，放入0.611101/1似0！1溶液中浸泡处理3-11,用去离子水冲洗干净；将清洗后的铝片作为阳极，铅片作为阴极，以1.0001/1 ！！2304溶液作电解液，恒压氧化，工作电压15乂，氧化电流为2.5八，电解时间为0.8匕电解温度为231；然后在501干燥12匕得到铝基底；
[0050]8、分别称取4.38 211 (勵2 - 6^0,0.468对叔丁基苯甲酸钠和4.88順4勵3溶解于去离子水中配成1001111反应合成液，再用浓度1 %的順3 420调节反应合成液的邱为8.0 ；将步骤八得到的大小为2(^1铝基底0^0/41)基片垂直悬吊在上述反应合成液中，在601下反应481反应结束后将样品取出后，用去离子水冲洗5次后，于251下干燥16匕得到原位生长于铝基底上的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜0188八-0)?薄膜)；
[0051]0、将0.258.乙烯基咔唑溶于100此队.二甲基甲酰胺中，加入步骤8得到的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜，在凡保护下放入超声波震荡器中，超声处理0.5卜(频率201(--)，在超声时可采用加入冰块的方法控制温度不超过251。再将其转移到水热合成釜中，在高温烘箱中于1051下共热1处，产物用01？和去离子水分别洗涤3次，在601下干燥36卜后即可得到.乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石71(/9188八-0)? ；
[0052]0、将步骤得到的^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石放入盛有10011110！1013的石英杯中，用高压汞灯照射8卜。产物用洗涤3次，在501下干燥30匕后即可得到聚.乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石
[0053]本实施例中，产物化学式为:〔(2112.)0.75 (八 13.) 0.25 (0?) 210.25十(户碰-)0.25 0.01.3?20，的聚合度为5。由X射线衍射图可知，采用原位生长法制备的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜，对叔丁基苯甲酸根进入水滑石膜层间，其层板间距为1.920=%说明对叔丁基苯甲酸根在水滑石层间采取轴线垂直层板的单层排列方式，化乙烯基咔唑进入层间以及在层间发生原位聚合后，层间距并没有增大，这是由于.乙烯基咔唑以及聚合产物的分子较小，且原位生长于铝基底上的水滑石层板间距很难扩张，故聚化乙烯基咔唑分子采取苯环连线平行水滑石层板的排列方式。在化乙烯基咔唑及其聚合物进入水滑石层间前后，其晶胞参数3值保持不变且和水滑石粉体相近，表明产物具有完整的层状结构。从扫描电镜照片中可以看出，制备得到的聚^乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜中，水滑石层板垂直于基底，并且排列较致密。在荧光光谱中，观察到聚化乙烯基咔唑插层[0?受激发后在366=0处能发出明显的荧光。
【权利要求】
1.一种聚乙烯基咔唑插层水滑石荧光薄膜，其特征在于:先通过电解氧化法在金属铝基板上生成一层致密氧化铝层作为铝基底，再采用原位生长法在该基底上生成层板垂直铝基底排列的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜，在层间形成含有苯环结构的疏水性环境；然后将N-乙烯基咔唑引入并固定于对叔丁基苯甲酸根修饰的水滑石层间；再将该薄膜浸泡在氯仿中，用高压汞灯照射，促使N-乙烯基咔唑在水滑石层间发生原位聚合，得到聚N-乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石薄膜； 所述的聚N-乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石薄膜为超分子结构，其晶体结构为类水滑石材料的晶体结构，其化学式为:
[(M2+) & (M3+) x (OH) 2]x+ (PTBBA—) x (PVK) y.mH20 其中x = 0.25-0.33，y = 0.01-0.03，m = 3-6, m为层间结晶水分子的数量，M2+为二价金属离子，M3+为三价金属离子，PTBBA_为对叔丁基苯甲酸根，PVK为聚N-乙烯基咔唑。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯基咔唑插层水滑石荧光薄膜，其特征在于:二价金属离子M2+为Zn2+或Mg2+。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯基咔唑插层水滑石荧光薄膜，其特征在于:三价金属离子M3+为Al3+。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯基咔唑插层水滑石荧光薄膜，其特征在于:PVK的聚合度为4-6。
5.一种权利要求1-4任一所述的聚乙烯基咔唑插层水滑石荧光薄膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤: A、将铝片剪切成片状，用0.Ι-lmol/L盐酸溶液清洗铝片表面，于去离子水中超声清洗2-5min，放入0.2-0.8mol/L NaOH溶液中浸泡处理2_5min，用去离子水冲洗干净；将清洗后的铝片作为阳极，铅片作为阴极，以l.0mol/L H2SO4溶液作电解液，恒压氧化，工作电压12-20V，氧化电流为1.5-3A，电解时间为0.5_lh，电解温度为20_25°C;然后在25_60°C干燥10-20h，得到铝基底； B、分别称取二价金属盐、对叔丁基苯甲酸钠和铵盐溶解于去离子水中配成反应合成液，再用氨水调节反应合成液的PH在6.0-9.0之间；将步骤A得到的铝基底垂直悬吊在上述反应合成液中，在50-75°C温度下反应12-72h，反应结束后将样品取出后，用去离子水冲洗3-5次，于20-30°C下干燥12-24h，得到原位生长于铝基底上的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜PTBBA-LDHs ； C、将N-乙烯基咔唑溶于N，N-二甲基甲酰胺中，加入步骤B得到的对叔丁基苯甲酸根插层水滑石薄膜，放入超声波震荡器中超声处理0.5h，在超声时控制温度不超过25°C，再将其转移到水热合成釜中，放入高温烘箱中于90-110°C下共热12-24h，产物分别用DMF和去离子水洗涤，在50-70°C下干燥20-48h后，即可得到N-乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石VK/PTBBA-LDHs ； D、将步骤C得到的N-乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石放入盛有CHCl3的石英杯中，用高压汞灯照射6-10h，产物用CHCl3洗涤，在40-60°C下干燥20_48h后，即可得到聚N-乙烯基咔唑与对叔丁基苯甲酸根插层的水滑石PVK/PTBBA-LDHs。
6.根据权利要求5所述的聚乙烯基咔唑插层水滑石荧光薄膜的制备方法，其特征在于:步骤B所述的二价金属盐、铵盐为其相应的盐酸盐或硝酸盐。
【文档编号】C01B33/44GK104449691SQ201410563423
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】刘晓磊 申请人:淄博职业学院