层状纳米材料应用及发展趋势 层状纳米材料的结构优势在于其结构可设计性和可调控性。即可
层状纳米材料的结构优势在于其结构可设计性和可调控性。即可根据应用需要，在较大范围内调变结构参数，如层板化学组成、层板电荷密度、分子识别能力、层间离子种类及密度、层间距、层板二维尺寸、晶体尺寸及其分布等，以获得满足苛刻设计要求的需要。 层状纳米材料的二维尺寸一般为长20～40nm、宽30～60nm，根
层状纳米材料的二维尺寸一般为长20～40nm、宽30～60nm，根据应用需要，可在较大范围内精确调变上述尺寸，使长宽比得以控制。 层状纳米材料由于其结构的可调控性，其可衍生出丰富多彩的性
层状纳米材料由于其结构的可调控性，其可衍生出丰富多彩的性能，广泛应用于国民经济诸多领域。 一、用途
一、用途 1.选择性红外吸收材料
1.选择性红外吸收材料 纳米LDHs(水滑石)的化学组成决定了其对红外具有显著吸收效
纳米LDHs(水滑石)的化学组成决定了其对红外具有显著吸收效果，而且纳米LDHs的层间可插入其他对红外有吸收作用的有机分子，如此组装得到的层柱材料对红外的吸收范围及能力可根据需要进行设计和调整。将其用于农膜、织物及涂料等，可大幅度提高保温效果。特别是应用于农膜时，纳米LDHs组成和结构特点使其兼备抗迁移性（阻止及延缓小分子如雾滴剂和增塑剂等的迁移）、抗老化性、改善力学性、提高阻隔性、抗静电性、防尘性等。 2.环境友好型催化材料
2.环境友好型催化材料 纳米LDHs的层板具有酸碱双中心，且其层间距可通过离子交换
纳米LDHs的层板具有酸碱双中心，且其层间距可通过离子交换或插层进行控制，故层内空间对目标反应表现出优异的择形催化作用，与分子筛催化材料相比，纳米LDHs对较大体积分子参与的反应效果尤为显著。将其用于酯化反应、烷氧基化反应、酯交换反应、SO2氧化反应等，可替代传统硫酸和液碱催化剂，获得显著的环境效益。 3.选择性紫外阻隔材料
3.选择性紫外阻隔材料 纳米LDHs经煅烧后，表现出优异的紫外吸收和屏蔽效果，利用
纳米LDHs经煅烧后，表现出优异的紫外吸收和屏蔽效果，利用表面接枝反应可在其结构中引入对紫外光具有高选择性阻隔效果的物种，进一步强化其紫外光吸收能力，使之兼备物理和化学两种作用。大量实践证明，以其作为光稳定剂，效果明显优于传统材料，可广泛应用于塑料、橡胶、纤维、化妆品、涂料等领域。 4.环保型阻燃材料
4.环保型阻燃材料 纳米LDHs的结构中含有相当量的结构水，控制合成条件可使层
纳米LDHs的结构中含有相当量的结构水，控制合成条件可使层间具有碳酸根，受热时放出水和二氧化碳，达到阻燃目的。水及二氧化碳释放后，纳米LDHs转变为较高比表面积的多孔性固体碱，其对燃烧产生的烟气及有毒酸性气体具有极强吸附作用。纳米LDHs本身不含任何有毒物质，属安全型阻燃材料，而且还可在其层间引入自由基捕获剂，进一步增强阻燃效果。可广泛用于合成材料、涂料、油漆等。 5.安全型热稳定材料
5.安全型热稳定材料 纳米LDHs的层内具有高活性的碱性中心，其对HCl表现出极强
纳米LDHs的层内具有高活性的碱性中心，其对HCl表现出极强吸附作用，在加工和使用 PVC材料时，可有效地稳定烯丙基氯，并能捕获受热脱出的HCl，提高材料的热稳定性。且纳米LDHs不含任何有毒物质，可大范围替代有机铅热稳定剂，同时纳米LDHs可在PVC中达到纳米量级分散，改善材料的力学和光学性能。 6.新型吸附材料
6.新型吸附材料 层板有序排列决定了纳米LDHs孔隙结构的特殊性，再加之表面
层板有序排列决定了纳米LDHs孔隙结构的特殊性，再加之表面活性中心的作用，使其具有优异的吸附性能。这一特点在对金属离子、酸性污染性气体、香烟焦油的吸附过程中表现得尤为突出。将其作为吸附材料，用于核废水中放射性离子、电镀废水中金属离子及酸性废气的处理，可得到显著的环境效益，用于香烟降焦，可减轻对人体的危害。 7.多功能载体材料
7.多功能载体材料 纳米LDHs具有分子识别能力，在层内引入多种分子和分子聚集
纳米LDHs具有分子识别能力，在层内引入多种分子和分子聚集体，使其可以作为多种物质的载体。将其作为催化活性组分和游离酶的载体，可制得新型结构的负载型催化材料和固定化酶；将其作为农药、化肥等的载体，同时控制层板主体化学性质及结构，以及利用其在CO2和H2O共存条件下的结构记忆效应，可达到定时、定量释放的目的，是一类结构和作用机制新颖的缓释型载体。 8.新型医药材料
8.新型医药材料 纳米LDHs的结构和碱性特征，在临床上表现出对胃溃疡很高的
纳米LDHs的结构和碱性特征，在临床上表现出对胃溃疡很高的治愈率，且副作用小，疗效明显优于传统胃药。目前LDHs作为治疗胃病的特效药，在欧洲已迅速实现商品化。除此之外，纳米LDHs还可作为其他药物的载体达到缓释目的，补充人体所需的微量元素，作为外伤药剂等。 9.结构规整性无机纳米填料
9.结构规整性无机纳米填料 无机-有机纳米复合材料是近年来迅速发展的新型材料，以往所
无机-有机纳米复合材料是近年来迅速发展的新型材料，以往所用无机纳米填料主要为天然蒙脱土，因其生长条件不可控制，故结构上存在无法避免的缺欠及伴生杂质，导致复合材料的结构和性能受到一定影响。采用纳米LDHs作为无机纳米填料，可实现无机-有机纳米复合材料的主动结构设计，达到根据要求控制复合材料结构和性能的目的。 10.杀菌防霉材料
10.杀菌防霉材料 因纳米LDHs特殊的化学组成，其对多种微生物和菌类的生长有
因纳米LDHs特殊的化学组成，其对多种微生物和菌类的生长有显著的抑制作用，用于合成材料及涂料等，可赋予其杀菌防霉功能，并可获得性能优异的自洁材料。 11.无机离子交换材料
11.无机离子交换材料 以往离子交换材料主要为高聚物，其通病一般为耐热稳定性差、
以往离子交换材料主要为高聚物，其通病一般为耐热稳定性差、离子交换容量小。纳米LDHs作为无机离子交换材料，具有热稳定性高、离子交换容量大、选择性好的特征。 12.油田化学品
12.油田化学品 利用纳米LDHs微晶的特殊结构、纳米尺寸和层板正电性能，可
利用纳米LDHs微晶的特殊结构、纳米尺寸和层板正电性能，可制取兼备触变性能、较高阴离子交换容量和悬浮稳定性的正电溶胶，将其作为油田钻井液的稳定剂，可稳定井壁岩层、提高钻井液的携带能力、增加流动性，表现出优异性能和产生较高效益。 13.特种军工材料
13.特种军工材料 纳米LDHs的选择性红外吸收性能，使其可作为隐型材料应用于
纳米LDHs的选择性红外吸收性能，使其可作为隐型材料应用于军工领域。纳米LDHs具有结构记忆功能，在结构恢复过程中表现出对CO2具有较高的吸附能力，可作为舱室环境调节剂，用于潜艇等军事设施。纳米LDHs的抗辐射性能及吸附性能，使其对核废水中的放射性金属离子具有较高的处理能力。 二、发展趋势
二、发展趋势 阴离子型层状结构纳米材料是一类具有广阔应用前景的新型结构
阴离子型层状结构纳米材料是一类具有广阔应用前景的新型结构功能材料，其研究和发展方兴未艾。相关研究已引起国际上多学科领域的广泛关注，且呈明显的上升趋势。 因纳米LDHs的特殊结构而产生的多种功能，使其成为近年来发
因纳米LDHs的特殊结构而产生的多种功能，使其成为近年来发达国家竞相研究和开发的新型材料。目前国际上关于纳米LDHs研究的主要趋势为：围绕获得特殊结构纳米LDHs展开结构设计、制备技术研究，同时充分利用纳米LDHs的特殊结构导致的多种性能，开发应用技术、拓宽应用领域，加速建立大规模的生产基地。 国外相关研究起步较早，涉及的应用领域也较多，现已进入工业
国外相关研究起步较早，涉及的应用领域也较多，现已进入工业化实施阶段。 我国相关研究起步较晚，90年代初期国内催化界开始针对LDHs
我国相关研究起步较晚，90年代初期国内催化界开始针对LDHs进行结构与性能方面的应用基础研究。北京化工大学于1993年开始围绕LDHs进行系统的基础和应用基础研究，1999年，该校与江苏宜兴助剂化工厂合作，在江苏宜兴建成了年产1000t纳米LDHs的中试生产线，成为国内第一家纳米LDHs的生产厂，使我国成为国际上少数持有此类高新技术的国家，并形成了具有自主知识产权的全套生产技术。