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科技咖啡馆再登通城 多位专家谈“夹层化学”

浓浓的咖啡、轻柔的音乐、面对面的交流……12月18日晚，由英国总领事馆文化教育处与江苏省、南通市科协联办的“科技咖啡馆”再次登陆通城。此次学术沙龙的主题是夹层化学在中国。

　　 主办方邀请了英国皇家化学会北京分会、国际代表，北京化工大学，化工资源有效利用国家重点实验室专家David G.Evans和南通大学的吴东辉，与南通市科技爱好者一起探讨在中国的夹层化学及其广泛应用，并就此话题与现场听众展开深入交流。

　　 David G.Evans此次是第二次来南通，他说南通的环境非常优美。对于夹层化学在中国这样一个深奥的科学话题，DavidG.Evans另辟蹊径，从三明治开始讲起，他说三明治是一种简单常见的西方食物。尽管这种食物的结构简单，使用不同的面包和中间填充的馅料会使得三明治的口味千变万化。有没有想到过三明治结构在化学材料当中的应用？但国内对复合金属皂开发不够重视,高性能的辅助稳定剂品种缺乏,与国外相比,反差较大。接着David G.Evans为大家展示如何使用化学三明治结构生成新的金属氢氧化物（LDH）材料，以及如何利用层、层与层间不同化学成分（类似三明治中的面包与填充物）使其达到不同性质与应用。在给定的化学层之后，也可通过夹层反应来改变层与层间的化学物。他说，在中国，对于夹层反应的使用已有很长的一段历史，薄胎瓷的制造过程就依赖于夹层反应。吴东辉从水滑石类化合物的特性来谈夹层化学，让大家了解到夹层化学物质在、日常生活、污水处理等很多方面都有应用

近期，中国科学yuan理化技术研究所超分子光化学研究团队研究员张铁锐和英国牛津大学Dermot

O’Hare合作制备了一种富含缺陷的超薄水滑石（LDHs）纳米材料，通过精准调控层板厚度，成功引入了氧缺陷，进而实现了与氧原子键合的不饱和配位Zn的合成。在题为Defect-rich

Ultrathin ZnAl-Layered Double Hydroxide Nanosheets for Efficient Photoreduction

of CO2 to CO with Water

的文章中，研究人员通过简单的水热合成方法，可控水滑石纳米晶的生长微环境，成功实现了水滑石厚度从280层到2层的调控，粒径进一步控制在30

nm。X射线精细结构衍射等手段表明，该超薄纳米片表面富含大量的氧缺陷，影响了Zn金属周围的配位环境，进而形成了Zn+-Vo复合体。该缺陷位可以有效作为电子受限位，有利于光生电子传导到反应分子，在光催化还原温室气体CO2方面展现了非常好的催化效率和循环稳定性。采用传统方法合成的大粒径LDH因为没有该催化活性位，没有明显的光催化活性。通过理论计算和实验结合的手段，进一步证实了表面掺杂的氧缺陷作为杂质能级，影响了Zn原子周围电子轨道密度，提高了对CO2吸附能力，促进了光催化还原反应。该合成方法简单，催化剂对空气等不敏感，易于保存，并且可以规模化制备；主持各级各类课题9项,申请国际专利6项,撰写英文专著章节2个。该思路同样适用于制备其他不饱和金属（Fe、Co、Ni、Ti等）掺杂的水滑石材料，为制备多相金属催化剂搭建了一个材料平台。

结论：

   (1)水滑石对PVC的热稳定性能优越，特别与钙锌稳定剂复配能达到很好的协同效应。

   (2)水滑石-稀土-钙锌复合稳定剂中的稀土的使用能改善配方体系的加工流变性能，具有良好的内外润滑作用，并能较好的提高发泡剂的分散性、发气量及泡孔的数目。

   (3)与复合铅盐相比，虽然在静态热稳定方面稍有不及，但水滑石-稀土-钙锌稳定剂能获得均匀的泡孔结构和铅盐差不多的物理性能，在环保化的今天，使用水滑石-稀土-钙锌稳定剂是一种很好的选择。

合成水滑石和LDH的区别

水滑石主要用于PCV热稳定剂、阻燃剂、填充剂，农用薄膜中的缓释剂：催化剂，同时在医yao材料、杀菌材料上也有广泛的用途。

层状双金属氢氧化物(Layered double hydroxides, LDHs)为主体,光学敏感分子-酸性橙5(AO5)、希夫碱衍生物(AMH)为客体,分别选用十二烷ji苯磺酸钠(SDS)和戊烷磺酸钠(PS)为分散剂客体,采用溶剂蒸发法、原子层状沉积-原位生长法构筑了两种不同取向的