[发明专利]聚乙烯基咔唑插层水滑石荧光薄膜及其制备方法

权利要求书

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⁺)_1-x(M³⁺)_x(OH)₂]^x+(PTBBA^-)_x(PVK)_y·mH₂O

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0.1-1mol/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1.0mol/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0.5-1h，电解温度为20-25℃；然后在25-60℃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℃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℃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℃，再将其转移到水热合成釜中，放入高温烘箱中于90-110℃下共热12-24h，产物分别用DMF和去离子水洗涤，在50-70℃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℃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。