第1章 绪论 1
1.1二维纳米材料概述 1
1.1.1二维纳米材料简介 2
1.1.2二维纳米材料的特点 5
1.1.3二维纳米材料的研究进展 7
1.2二维纳米材料——层状复合氢氧化物（LDHs） 9
1.2.1结构、性质及应用研究 10
1.2.2 LDHs中的二维纳米效应 15
1.2.3 LDHs二维纳米材料的研究进展 18
参考文献 23
第2章 二维纳米复合氢氧化物的结构 29
2.1引言 29
2.2层板结构 29
2.2.1水镁石阳离子取代型 29
2.2.2层板阳离子长程无序型 30
2.2.3层板阳离子有序型 32
2.2.4三水铝石有序填隙型 34
2.3 LDHs的层间结构 35
2.3.1层间阴离子有序型 35
2.3.2层间阳离子有序型 36
2.4 LDHs层板堆积方式 37
2.4.1 2H和3R结构 37
2.4.2分步插层结构 38
2.5插层特性 39
2.5.1插层结构中的超分子作用 39
2.5.2协同性、方向性和选择性 39
2.5.3客-客体相互作用 42
2.5.4主-客体相互作用 45
2.5.5插层反应与离子交换 47
2.5.6分子识别 49
2.5.7电子转移和能量转换 51
2.6 LDHs结构模拟的理论方法 55
2.6.1电子结构计算方法 55
2.6.2分子模拟方法 58
2.7 LDHs理论研究进展 60
2.7.1分子动力学方法的应用 60
2.7.2量子力学方法的应用 68
2.8 LDHs结构构筑的理论基础 72
2.8.1 LDHs插层结构构筑的经验规则 72
2.8.2插层结构构筑基元的理论分类 73
2.8.3金属元素的性质对层板结构的影响 78
2.8.4层板元素组成对插层结构的影响 79
2.8.5层板堆积方式对插层结构的影响 81
2.8.6类水滑石理论模拟的通用分子力场 82
参考文献 88
第3章 二维纳米复合氢氧化物的制备 104
3.1 LDHs粉体材料的制备 104
3.1.1 LDHs颗粒尺寸及形貌的影响因素 104
3.1.2 LDHs颗粒尺寸及形貌的控制方法 105
3.2 LDHs插层结构的构筑 132
3.2.1插层组装的影响因素 132
3.2.2 LDHs主体层板结构控制 133
3.2.3 LDHs层间客体结构控制 133
3.3超分子插层结构的构筑原则 141
3.3.1 LDHs热力学研究 141
3.3.2 LDHs反应动力学研究 149
3.3.3 LDHs插层组装的选择性 158
3.4 LDHs插层结构薄膜的构筑 162
3.4.1层层组装技术 163
3.4.2电泳沉积技术 172
3.4.3溶剂挥发技术 177
3.4.4原位生长技术 183
3.4.5其他制备技术 196
参考文献 199
第4章 二维纳米复合氢氧化物的催化与吸附性能 212
4.1引言 212
4.2 LDHs作为层状前驱体的结构特点 213
4.3层板剥离与高分散催化性能 215
4.4晶格限域效应与高分散催化性能 217
4.4.1层板内限域作用与内源性活性位 218
4.4.2层板外限域作用与外源性活性位 221
4.5插层组装与高分散催化性能 224
4.5.1超分子插层选择性氧化催化材料 224
4.5.2超分子插层生物催化材料 226
4.5.3超分子插层手性催化材料 227
4.6层状结构阵列的高分散催化材料 228
4.7 LDHs结构与吸附性能 230
4.7.1吸附及其分类 230
4.7.2吸附平衡、吸附容量和吸附速度 231
4.7.3吸附对吸附剂的结构要求 232
4.7.4 LDHs吸附剂的表面及孔结构 233
4.7.5 LDHs层间阴离子的可交换性 237
4.7.6 LDHs的碱性 238
4.8 LDHs气相吸附机理及应用 238
4.8.1 PVC热稳定剂——吸附HCL 238
4.8.2碳减排——吸附CO2 242
4.9 LDHs液相吸附机理及应用 244
4.9.1吸附无机离子 245
4.9.2吸附有机物 249
4.9.3吸附阳离子 254
4.10 LDHs吸附热力学与动力学 255
4.10.1 LDHs吸附热力学 255
4.10.2 LDHs吸附动力学 257
参考文献 259
第5章 二维纳米复合氢氧化物的光学性能 273
5.1 LDHs的光学性质 273
5.1.1光学功能材料简介 273
5.1.2 LDHs层状结构薄膜的光学性质 273
5.1.3 LDHs粉体材料的光学性质 276
5.2 LDHs无机/有机复合发光材料及应用 276
5.2.1有机光功能材料简介 276
5.2.2 LDHs基发光材料概述 278
5.2.3共轭聚合物/LDHs有序超薄膜的组装及性能 279
5.2.4荧光配合物及小分子组装LDHs薄膜的构筑 284
5.2.5阴离子型插层LDHs荧光材料及性能调控 304
5.2.6刺激-响应型层状材料的制备及性能 315
5.3 LDHs紫外阻隔材料及应用 332
5.3.1紫外阻隔材料简介 332
5.3.2 LDHs紫外阻隔材料的形貌控制与紫外屏蔽性能 336
5.3.3 LDHs紫外阻隔材料的主-客体调控与紫外吸收性能 339
5.3.4 LDHs紫外阻隔材料的应用 347
5.4 LDHs红外吸收材料及应用 355
5.4.1红外吸收材料简介 355
5.4.2 LDHs红外吸收材料的插层组装与性能 361
5.4.3 LDHs红外吸收材料的应用 370
参考文献 377
第6章 二维纳米复合氢氧化物的电化学性能 386
6.1引言 386
6.2二维纳米复合氢氧化物在锂离子电池中的应用 386
6.2.1锂离子电池简介 386
6.2.2由LDHs为前驱体的锂离子电池电极材料 387
6.2.3 LDHs修饰锂离子电池电极材料 396
6.2.4 LDHs/石墨烯复合电极材料 401
6.3二维纳米复合氢氧化物在燃料电池中的应用 402
6.3.1 LDHs甲醇氧化阳极电催化剂的制备及性能 404
6.3.2 LDHs氧气还原阴极电催化剂的制备及性能 407
6.3.3 LDHs燃料电池质子膜的制备及性能 409
6.4二维纳米复合氢氧化物电化学电容器 413
6.4.1电化学电容器简介 413
6.4.2 LDHs粉体在电化学电容器中的应用研究 414
6.4.3 LDHs薄膜电极的制备及其电化学性能研究 419
6.4.4 LDHs/碳复合电极材料在电化学电容器中的应用 422
6.5二维纳米复合氢氧化物电化学传感器 424
6.5.1基于LDHs材料的葡萄糖生物传感器 426
6.5.2基于LDHs的多巴胺生物传感器 433
6.5.3基于LDHs的酚类生物传感器 435
6.5.4基于LDHs的血红素蛋白生物传感器 436
参考文献 438
第7章 二维纳米复合氢氧化物的磁学性能 443
7.1磁性材料简介 443
7.1.1物质的磁性 443
7.1.2磁性纳米材料 446
7.1.3层状结构二维纳米复合氢氧化物LDHs的磁学性质 450
7.2 LDHs基磁性纳米功能材料 451
7.2.1 LDHs基磁性纳米粉体材料及应用 451
7.2.2 LDHs基磁性薄膜材料及应用 463
7.3 LDHs基磁性复合功能材料及应用 474
7.3.1有机/无机杂化LDHs磁性功能材料 475
7.3.2无机/无机复合LDHs磁性功能材料 485
7.3.3多元LDHs磁性复合功能化载体材料 494
7.4小结 498
参考文献 499
第8章 二维纳米复合氢氧化物的防腐蚀性能 504
8.1金属腐蚀与防护简介 504
8.1.1金属腐蚀现状 504
8.1.2金属腐蚀类型 505
8.1.3常用的金属防腐蚀方法 509
8.1.4 LDHs在金属防腐蚀领域的应用 514
8.2 LDHs基防腐蚀涂层材料 514
8.2.1 LDHs在铝合金防腐蚀涂层中的应用 516
8.2.2 LDHs在镁合金防腐蚀涂层中的应用 524
8.2.3 LDHs在铜防腐蚀涂层中的应用 531
8.2.4 LDHs在碳钢防腐蚀涂层中的应用 532
8.3 LDHs基防腐蚀薄膜材料 535
8.3.1 LDHs基防腐蚀薄膜用于铝合金的防腐 535
8.3.2 LDHs基防腐蚀薄膜用于镁合金的防腐 538
8.4小结 542
参考文献 542
索引 546