蒙脱土聚电解质缓蚀剂层状自组装.docx

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蒙脱土聚电解质缓蚀剂层状自组装

CHINAUNIVERSITYOFPETROLEUM

毕业论文

蒙脱土聚电解质缓蚀剂层状自组装

院系名称：

理学院

专业名称：

材料科学与工程

学生姓名：

赵阳

学号：

2007042228

指导教师：

孟晓宇

日期2011年6月19日

摘要

本论文旨在利用蒙脱土材料的特殊片层结构，将缓蚀剂咪唑啉季铵盐与聚马来酸、聚乙烯亚胺插入蒙脱土层间，制备出聚电解质封装的负载缓蚀剂的蒙脱土，通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、电泳测试、SEM与TEM等方法对制备出的纳米容器的进行了表征。

由XRD结果可知，与原始蒙脱土相比，插层蒙脱土纳米容器的片层间距明显增大；缓蚀剂纳米容器的FT-IR图谱中也出现了缓蚀剂咪唑啉季铵盐的特征基团吸收峰，表明缓蚀剂成功插入蒙脱土层间。

另外，本文还研究离子强度、PH值对缓蚀剂纳米容器制备的影响。

将制备出的纳米容器放入PH=4和PH=12的腐蚀介质中评价其对碳钢缓蚀性能。

测试结果表明，纳米容器能够起到缓蚀效果。

关键字：

蒙脱土；缓蚀剂；聚电解质；层层自组装

目录

第一章文献综述4

1.1.前言4

1.2.缓蚀剂4

1.2.1缓蚀剂缓蚀作用机理4

1.2.2缓蚀剂的分类5

1.2.3缓蚀剂的应用现状6

1.3.纳米容器的发展与应用7

1.3.1无机粒子纳米容器7

1.3.2有机粒子纳米容器8

1.3.3无机—有机纳米容器10

1.4．蒙脱土插层在纳米容器中的应用11

1.5.小结12

第二章插层蒙脱土纳米容器的制备及其缓蚀性能研究13

2.1实验部分13

2.1.1实验试剂13

2.1.2实验仪器14

2.2聚电解质插层蒙脱土纳米容器的制备与表征15

2.3结果与讨论16

2.3.1插层蒙脱土纳米容器的结构及形貌表征16

2.3.2插层蒙脱土纳米容器制备的影响因素研究17

2.3.3SEM分析24

2.3.4TEM分析25

2.3.5FT-IR分析28

2.3.6电泳测试30

2.3.7电化学测试32

第三章结论41

参考文献42

致谢45

第一章文献综述

1.1.前言

现代工农业生产中金属材料占有着非常重要的地位。

大到能源产业、交通运输、科学技术、建筑业和国防安全等等，小到人们的日常生活用品都离不开金属材料。

但是，金属材料在使用过程中，经常会因为周围环境的影响而遭到不同程度的破坏，最常见的有磨损、断裂和腐蚀等，其中尤其以腐蚀现象最为普遍。

每年因腐蚀造成的损失数以亿计。

防止金属材料在环境介质中发生腐蚀的直接有效办法是合理使用缓蚀剂。

缓蚀剂在金属防护中的应用，是腐蚀科学与表面工程科学发展的一项重要成就。

缓蚀剂技术由于具有良好的防腐效果和较高的经济效益，已成为当前金属防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一，尤其在石油产品的生产加工、机器仪表制造等生产过程中，缓蚀技术已成为金属材料最主要的防腐蚀技术之一。

1.2.缓蚀剂

缓蚀剂是指以适当的浓度和形式存在于环境中，可以防止或减缓金属被腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。

1.2.1缓蚀剂缓蚀作用机理

缓蚀剂抑制金属腐蚀的作用机理基本可以分为以下几种：

电化学理论，一般可以分为阳极型缓蚀剂和阴极型缓蚀剂两类。

阳极型缓蚀剂是在金属表面形成一层致密的氧化膜以抑制阳极反应的进行，从而抑制金属的溶解腐蚀，如铬酸盐缓蚀剂、硅酸盐缓蚀剂、硝酸盐缓蚀剂、正磷酸盐缓蚀剂等。

阴极型缓蚀剂是抑制阴极反应的进行，使阴极极化曲线的斜率变大，从而抑制金属的溶解腐蚀。

如聚磷酸盐缓蚀剂、磷酸锌缓蚀剂和砷离子缓蚀剂等。

吸附理论：

该理论认为缓蚀剂是通过物理或化学作用吸附于金属表面，减少腐蚀介质和金属基体表面接触的机会，从而延缓或阻止金属被腐蚀的速度，达到缓蚀的目的。

成膜理论：

该理论认为缓蚀剂与腐蚀介质中的某些离子反应形成难溶的物质，沉积在金属基体表面，阻隔腐蚀介质与金属基体的接触，从而延缓或阻止金属的腐蚀。

如铬酸盐缓蚀剂和亚硝酸盐缓蚀剂等。

协同效应：

将两种或是两种以上的缓蚀剂混合使用提高缓蚀效果的现象称为缓蚀剂的协同效应。

协同效应不是缓蚀组分的简单加和，而是互相促进的结果，是近年来众多学者的研究热点【1，2】

1.2.2缓蚀剂的分类

缓蚀剂的种类繁多，缓蚀机理复杂，目前尚没有统一的方法将其分类。

较通用的方法是按缓蚀剂化学组成的不同进行分类，可以把缓蚀剂分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两大类。

无机缓蚀剂主要在中性介质中使用。

早在20世纪20年代，人们就已经将砷的化合物作为金属缓蚀剂使用。

之后，硫化钠、铬酸钠、亚硫酸钠等无机缓蚀剂在金属和合金防腐中也开始大量应用。

然而在上述无机缓蚀剂中，砷因为含有剧毒性而逐渐被人们弃用；铬酸盐的缓蚀效果比较好，但其含铬也属于有毒物质，大量使用会造成严重的环境污染；磷酸盐类缓蚀剂长期使用会使水体营养富集而受到污染。

因此自20世纪80年代以来，无机缓蚀剂的研究逐渐侧重于开发对环境无污染的无机化合物的方面，如钨酸盐缓蚀剂、钼酸盐缓蚀剂等。

有机缓蚀剂一般由以电负性较大的N、O、S和P等原子为中心的极性基和C、H原子组成的非极性烷基所组成。

极性基团吸附于金属表面能够改变金属原子的双电层结构，从而提高金属离子化过程的活性，而非极性基远离金属表面作定向排列，形成疏水薄膜，可有效阻止腐蚀反应相关物质间的扩散，达到抑制腐蚀的目的。

近年来，随着可持续发展思想的深入人心和人类环保意识的增强，对有机缓蚀剂的开发和应用也提出了新的要求，结合绿色化学的发展理念，有机缓蚀剂的研究开发朝着环境友好的方向发展。

目前常见的环境友好型有机缓蚀剂主要有羧酸、醛类化合物、氨基酸、聚合物等。

1.2.3缓蚀剂的应用现状

钝化膜型缓蚀剂（电化学理论），氧化金属，在金属表面生成一层连续致密的具有抗腐蚀作用的钝化薄膜，可在邻近区域扩散从而达到缓蚀的目的【3】，典型的是铬酸盐缓蚀剂、亚硝酸盐缓蚀剂等。

吸附膜型缓蚀剂（吸附理论）均为有机化合物，其分子结构中同时含有吸附基和疏水基，吸附基在金属表面定向吸附后，疏水基在外围形成一层疏水膜进行屏蔽或阻挡，将金属表面与腐蚀介质隔离开，从而抑制金属腐蚀【3】。

沉淀膜型缓蚀剂（成膜理论）能与腐蚀介质中的离子反应，在金属表面形成难溶的沉淀膜，将金属表面与腐蚀介质隔离开，从而抑制金属腐蚀。

现阶段，缓蚀剂的应用通常是掺杂在涂层当中包覆于金属基体表面来起作用，在不断与腐蚀介质接触中会很快的消耗掉，因此需要反复的进行添加。

因此，需要研究如何在保证缓蚀作用的前提下延缓缓蚀剂的释放速度，延长缓蚀剂的作用周期。

目前，一种主要的解决方法就是将缓蚀剂添加到纳米容器中，通过纳米容器，延缓缓蚀剂的释放速度，延长其作用周期，提高缓蚀效率。

1.3.纳米容器的发展与应用

近20年来,纳米材料受到了国内外学者的广泛关注。

纳米体系,这个不同于宏观和微观的所谓介观领域,由于三维尺寸小,出现了许多奇异的崭新的性能。

1.3.1无机粒子纳米容器

目前常用的无机粒子纳米复合材料主要为水滑石LDHs插层纳米复合材料、纳米SiO2粒子复合材料以及蒙脱土纳米复合材料三种。

水滑石，又称层状双金属氢氧化物（Layereddoubledhydroxides，简写为LDHs），理论结构式为Mg6Al2（OH）16CO3·4H2O，其结构如夹心面包状，两边由二价和三价的金属离子正电荷片组成，中间是阴离子和水分子。

LDHs的结构特点使LDHs具有众多特殊的性能，最典型的性能是具有层间离子的可交换性。

LDHs的片层结构的特点使其层间阴离子可与多种功能的阴离子进行交换，从而获得应用性能各不相同的LDHs超分子插层结构材料。

利用LDHs的这种层间离子的可交换性可以改变层间阴离子的种类，从而制备出不同功能的LDHs材料。

LDHs作为一种非常重要的无机功能材料，越来越多的学者都将注意力转向LDHs在金属防腐领域的应用研究，LDHs用作无毒无害的防腐蚀薄膜在金属防腐领域展现出广阔的发展前景与空间。

Williams等【7,8】将不同阴离子插入LDHs层间，研究了插层LDHs粉体和PVB的混合物涂覆在铝合金表面对合金的保护作用，得出结论：

LDHs一方面通过离子交换可将溶液中的腐蚀性Cl-交换到层间减缓对铝合金的腐蚀，另一方面，LDHs可以中和丝状腐蚀区的电解质溶液，进一步抑制了腐蚀反应的进行。

Buchheit等【9】研究了Ce4+修饰改性的LDHs对金属铝的耐腐蚀性能的影响，结果表明，修饰了Ce4+的LDHs对金属铝的腐蚀起到了很好的抑制作用，同时提出了LDHs在溶液中具有自修复能力。

纳米SiO2的分子状态呈三维链状结构（或称三维网状结构、三维硅石结构等），表面存在不饱的残键和不同键合状态的羟基。

经TEM测试分析，其明显显现出絮状和网状的准颗粒结构，颗粒尺寸小，比表面积大，这使得SiO2纳米微粒具有很高的表面活性。

因而，人们经常利用纳米SiO2的这些特殊结构和性能对塑料及涂料进行改性或制备有机SiO2复合材料，提高有机高分子材料的综合性能。

刘勇平【10】等人将聚苯胺制备成水基胶体分散液，为了使聚苯胺在水溶液中形成稳定的胶体分散液，在聚合过程中加入纳米SiO2和高分子表面活性剂聚乙烯醇，使聚苯胺在纳米SiO2表面发生吸附聚合，形成聚苯胺包裹SiO2的有机--无机纳米粒子，有利于聚苯胺的分散，同时无机纳米粒子的加入也提高了聚苯胺涂层的防腐性能。

1.3.2有机粒子纳米容器

有机粒子纳米容器主要是聚电解质的层层组装。

聚电解质也称高分子电解质，是一类线型或支化的合成和天然水溶性高分子，其结构单元上含有能电离的基团。

聚电解质种类繁多，合成方法多样，应用领域很广。

层-层自组装（Layer-by-LayerSelf-Assembly,LbLSA）,即利用逐层交替沉积的方法,借助各层分子间的弱相互作用（如静电引力、氢键、配位键等）,使层与层自发地缔和形成结构完整、性能稳定、具有某种特定功能的分子聚集体或超分子结构的过程。

它具有许多优点,如对成膜基质没有特殊限制,不需要专门的设备,成膜驱动力的选择较多,制备的薄膜具有良好的机械和化学稳定性,薄膜的组成和厚度可控等等[11]。

图3.1聚电解质在胶体颗粒上的层层组装【12】

近年来,Caruso及其同事对用聚电解质的层层自组装制备聚合物纳米容器方面进行了深入的研究,发表了不少的论文[11—17]。

该方法的基本过程如图3.1所示：

聚阴离子和聚阳离子通过静电作用力层层沉积在胶体颗粒上，形成核2壳颗粒。

形成多层聚电解质的核心关键是：

在沉积的聚电解质中，并不是所有的阴离子（或阳离子）基团都与胶体颗粒表面作用，多余的带电基团有利于下一层聚电解质的吸附。

最后用物理或化学方法将胶体颗粒除去，制得聚合物纳米容器。

采用聚电解质的层层自组装技术的优势：

（1）所制得的纳米容器的壁厚可由聚电解质的分子量和沉积层数、环境介质中的盐浓度等加以控制；

（2）纳米容器的性能可通过选择不同的聚电解质加以调整；（3）纳米容器的形态结构以及尺寸可以是多样的，这是由所选用的胶体颗粒决定的。

但是，这种方法需要层层沉积和纯化过程，相当耗时。

1.3.3无机—有机纳米容器

有机--无机纳米容器是纳米科技领域内的一项很有基础应用研究价值的重要课题.有机—无机纳米复合材料不是无机物相与有机物相的简单加合，而是由无机物相和有机物相在纳米范围内结合而成，两相界面间存在着较强或较弱的化学键作用。

其中有机物相可以是塑料、橡胶、尼龙、有机玻璃等;无机物相可以是金属、氧化物、陶瓷、半导体等，无机—有机复合后将会获得集无机、有机、纳米粒子的诸多优异特性于一身的新材料，这些新材料在光、电、热、磁、催化、机械、生物、医学、环保等众多领域内有许多新的应用，特别是无机--有机的界面特性将使其具有更广阔的应用前景【18】。

T.Agsg【19】等制备了聚酞亚胺（PI）/蒙脱土（MMT）纳米复合材料。

研究发现PI/MMT在拉伸强度、模量有显著提高的情况下，热变形温度较纯PI有很大提高，而且具有较低的热膨胀系数。

黄锐等【20】通过对纳米CaC03增强增韧HDPE（高密度聚乙烯）复合材料的研究发现:

纳米CaC03粒子即使不经过表面处理对HDPE也有一定的增韧作用。

张治军等人【21】利用Sol-gel制备了Ti02/聚乙烯毗咯烷酮（PVP）有机一无机纳米复合薄膜，该薄膜表而平整光滑、无裂纹，具有一定疏水性，良好透明性，防紫外性能和减摩抗磨性能。

但目前有机-无机纳米复合材料应用于防腐方面的性能鲜有报道。

单独使用无机纳米复合材料或是单独使用有机纳米复合材料与缓蚀剂组装在一起制备缓蚀剂纳米容器均可，然而，无机纳米容器在使用过程中由于脆性高，有机纳米容器则强度低，掺杂到涂层当中使用是会对涂层的机械性能产生不良影响，故考虑制备无机-有机纳米容器获得综合性能良好的纳米容器。

1.4．蒙脱土插层在纳米容器中的应用

蒙脱土是一种层状结构、片状结晶的硅酸盐蒙脱石矿，其理论结构式为（l/2Ca，Na）x（A12.xMgx）（Si4O10）（OH）2·nH2O。

蒙脱土属于2：

1型三层结构的粘土矿物，其单位晶胞由二层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体组成，四面体与八面体之间通过共用氧原子相连，其晶胞平行叠置【22-24】。

蒙脱土晶粒细小，具有较大的外表面积，同时由于层间作用力较弱在溶剂的作用下层间可以剥离、膨胀，分离成更薄的单晶片，使蒙脱石具有较大的比表面积【22】。

蒙脱石中的同晶置换现象非常普遍，层间的阳离子在一定条件下可以相互取代，因此它们的层间域具有良好的离子交换性能和分子吸附特征，同时晶层表面及层间阳离子的水化使得蒙脱石具有良好的吸水性和膨胀性。

由于蒙脱石具有层间阳离子可交换性能，因此通常制备蒙脱石插层化合物。

层间作为某些有机物、无机物或复合物与蒙脱石形成“主一客体包接“或进行化学反应的场所，特定的有机物、无机物或复合物可借助物理吸附和离子交换吸附作用插入层间，插层后的层状蒙脱石通常被称为蒙脱石插层化合物，而这些有机物、无机物或复合物常被称为插层剂【25】。

进行插层改性并作后续处理的蒙脱石插层化合物常常具有巨大的比表面积和特定大小的层间孔状结构，作为一种分子级复合材料，以其独特的优势在许多领域得到了研究和应用。

如作为催化剂和催化剂载体、择形分子筛、离子交换剂、离子导体、电极、传感器和光功能材料【26】。

Lee[27]等人对比了改性蒙脱土和玻璃纤维对尼龙6的增强作用，研究发现3wt%的有机蒙脱土和尼龙6形成纳米复合材料后，尼龙6的拉伸模量增加了38%，而5wt%的玻璃纤维只能使尼龙6的拉伸模量增加22%。

研究表明，有机蒙脱土和玻璃纤维配合使用时对尼龙6有协调增强作用。

蒙脱土片层间连接作用力较弱（弱的偶极力）、单体容易进入片层间而导致片层解离、片层纵横比大等优点，具有很强的纳米尺寸效应和良好的阻隔性能，成为制备新型阻隔性材料--纳米复合阻隔性材料的研究热点[27-29]。

胡国胜【30】等人对阻隔性尼龙611/有机蒙脱土纳米复合材料进行的研究表明蒙脱土纳米复合材料具有很好的阻隔性能。

基于蒙脱土的片层结构具有良好的阻隔性能与其可在涂层中即保证强度由不减涂层韧性的优异性能，因此考虑选取蒙脱土作为主体，插层缓蚀剂与聚电解质制备纳米容器。

1.5.小结

添加缓蚀剂与有机涂层防护是金属防腐的两种主要的腐蚀防护方法。

可将缓蚀剂加入到涂层中去，制备含有缓蚀剂的涂层来兼具这两种腐蚀防护方法的优点。

但是由于缓蚀剂的物理与化学性质，直接将缓蚀剂加入到涂层中，会造成涂层机械与防腐蚀性能的下降，因此需要对缓蚀剂进行包覆，可选择用纳米容器包覆缓蚀剂来解决这个问题。

综合考虑各种纳米材料的应用性能，选择无机-有机纳米复合材料作为包覆缓蚀剂的纳米容器。

本课题选用蒙脱土与聚电解质对缓蚀剂进行包覆制备纳米容器，并将之掺杂于有机涂层当中包覆于金属基体表面，研究其防腐性能。

第二章插层蒙脱土纳米容器的制备及其缓蚀性能研究

本章以咪唑啉季铵盐缓蚀剂、聚乙烯亚胺（PEI）、聚马来酸（HPMA）为客体分子，钠基蒙脱土为主体层板，制备缓蚀剂纳米容器。

2.1实验部分

2.1.1实验试剂

钠基蒙脱土（MMT）浙江丰虹公司CEC=110meq

咪唑啉季铵盐（In）

聚马来酸（HPMA）质量分数为48%，

聚乙烯亚胺（PEI）质量分数为50%分子量为1800，

盐酸，氢氧化钠，氯化钠，去离子水

2.1.2实验仪器

仪器名称、型号

生产厂家

电子天平

厦门佰伦斯电子科技有限公司

集热式恒温加热磁力搅拌器DF-101S

郑州长城科工贸有限公司

循环水式多用真空泵SBH-

郑州长城科工贸有限公司

电热鼓风干燥箱

上海一横科学仪器有限公司

X射线衍射仪D8ADVANCE

德国BRUKER

傅里叶变换红外光谱仪MAGNA-IR560E.S.P

美国Nicolette

场发射扫描式电子显微镜Quanta200F

荷兰FEI

场发射透射电子显微镜TecnaiG2F20

荷兰FEI

激光纳米粒度及Zeta电位分析仪ZetasizerNanoZS

英国马尔文公司

CHI电化学工作站CHI660C

上海辰华有限公司

2.2聚电解质插层蒙脱土纳米容器的制备与表征

称取钠基蒙脱土用去离子水溶于烧杯中，配置浓度为4g/L的主体溶液，并将烧杯置于80℃的水浴锅中，搅拌1h至MMT在溶液中分散均匀。

将阳离子型聚电解质聚乙烯亚胺PEI（1g/L）加入到MMT的悬浮液中，80℃搅拌1小时，将所得的改性MMT用真空抽滤的办法洗涤2次然后再溶解到去离子水中，加入阴离子型的聚电解质聚马来酸HPMA（1g/L），80℃搅拌1小时，再用真空抽滤的办法洗涤两次，重复上述方法，再加入咪唑啉季铵盐缓蚀剂，通过控制沉积顺序，最终制得按照MMT/PEI/HPMA/In/HPMA/In沉积顺序进行组装的纳米容器。

并在加入聚电解质的同时加入了0.5mol/L的NaCl溶液，制备出了不同离子强度下的组装土，还通过加入NaOH来调节PH值，制备出了不同的PH条件下的组装土。

对制备出的插层蒙脱土纳米容器采用的表征方法包括：

X射线粉末衍射（XRD），用于表征插层蒙脱土纳米容器晶体的层间距及结构排列的规整性；

红外光谱测试（FT-IR），用于表征插层蒙脱土纳米容器中插层剂的特征官能团；

电泳测试，用于表征插层蒙脱土纳米容器的表面电势与粒子尺寸变化；

扫描电子显微镜（SEM），用于表征插层蒙脱土纳米容器的表面形貌；

透射电镜（TEM），用于表征插层蒙脱土纳米容器的空间结构；

CHI660c电化学工作站，用于测试插层蒙脱土纳米容器的缓蚀性能。

2.3结果与讨论

2.3.1插层蒙脱土纳米容器的结构及形貌表征

XRD分析是研究蒙脱土类物质晶相结构的一种重要方法。

通过XRD图谱和标准蒙脱土样品的图谱进行对比，通过对图谱中各衍射峰的位置、强度等分析可以测得蒙脱土晶体的层间距，并能初步判断蒙脱土的结构是否规整。

图2.1为按照MMT/PEI/HPMA/In/HPMA/In顺序组装的纳米容器的XRD图。

可以看出，在7.35°，6.11°，6.01°，5.97°，6.24°。

6.20°，1.81°附近出现衍射峰。

图2.1不同沉积层数的插层蒙脱土的XRD衍射图

1-1-0—原始MMT，1-1-11—MMT/PEI未洗涤，1-1-12MMT/PEI洗涤，1-1-2—MMT/PEI/HPMA，1-1-3—MMT/PEI/HPMA/In，

1-1-4--MMT/PEI/HPMA/In/HPMA,

1-1-5--MMT/PEI/HPMA/In/HPMA/In注：

浓度MMT4g/LIN1g/LHPMA1g/LPEI1g/L未调PH

比较不同沉积次数后蒙脱土XRD的变化，结合布拉格方程，我们可以推算出蒙脱土层间距的变化。

如图2.1所示，在沉积完第一层聚电解质PEI之后，蒙脱土的X射线衍射角由7.35°减小到6.11°，这就表示沉积完PEI后，蒙脱土的片层间距增大，说明PEI成功插入MMT分子层间。

继续在MMT/PEI上逐步沉积HPMA、缓蚀剂、HPMA，衍射角随之变化为，6.01°，5.97°，6.24°，6.20°，从衍射角度变化中可以得出，沉积HPMA、缓蚀剂、HPMA后，衍射角度变化相差不大，表明经HPMA、缓蚀剂、HPMA插层后蒙脱土片层间距变化不大。

最后沉积一层缓蚀剂后，插层蒙脱土晶体衍射角度急剧减小变化到1.81°，插层蒙脱土的片层间距急剧增大。

分析插层蒙脱土XRD衍射角度变化的原因，可能和制备纳米容器过程中的条件因素有关，因此我们研究了不同因素对插层蒙脱土制备的影响。

2.3.2插层蒙脱土纳米容器制备的影响因素研究

2.3.2.1插层顺序对插层蒙脱土纳米容器制备的影响

图2.2不同插层顺序制备出的纳米容器的XRD衍射图

对比图2.2中衍射角度可知，先沉积缓蚀剂的组装土的衍射角度6.1873°小于先沉积PEI的组装土的衍射角度6.5026°，且先沉积缓蚀剂的组装土的衍射强度明显大于先沉积PEI的组装土。

这表明，先沉积缓蚀剂可使得蒙脱土的片层间距比先沉积PEI的蒙脱土增大且片层排列更加的的规整。

2.3.2.2PH值对缓蚀剂纳米容器制备的影响

图2.3不同PH制备纳米容器的XRD衍射图

a—MMT/In/HPMA/PEI/HPMA/In—未调节PH值

b--MMT/In/HPMA/PEI/HPMA/In—调节PH值

对比图2.3中a，b曲线的衍射角度可知，在制备组装土过程中未调节溶液PH值至中性的a曲线中衍射角度与调节PH值的b曲线中衍射角度相差不大，但b曲线的衍射峰强度明显大于a曲线的衍射峰强度，这说明在制备组装土过程中调节溶液PH值至中性虽然不能使得组装土片层间距增大，但却可使得组装土片层结构更加规整。

图2.4调节PH值制备出的纳米容器的XRD衍射图

a——MMT/PEI/HPMA/IN加HPMA时未调PH值（PH=4）

b——MMT/PEI/HPMA/IN加HPMA时将PH调成6

c——MMT/PEI/HPMA/IN加HPMA时将PH调成10

对比上图2.4可以看出，在沉积聚马来酸HPMA时调节PH值，a、b、c三条曲线的衍射角度变化不大但衍射峰强度却明显增强，这表明在沉积HPMA时调节PH对MMT的片层间距影响不大但随着PH值的增大MMT片层排列更加规整。

2.3.2.3洗涤对缓蚀剂纳米容器制备的影响

图2.5洗涤对制备纳米容器的影响的XRD衍射图

由图2.5可知，比较洗涤前后MMT/PEI的XRD变化，我们可以看出洗涤后MMT/PEI的衍射角度有所改变并且衍射强度有所增强，表明经过洗涤蒙脱土的层间距减小而且片层排列的规整程度有所增加，这是因为在组装完的蒙脱土片层上有些未成键的聚乙烯亚胺分子附着在其表面，这些分子经过洗涤从蒙脱土片层上脱除。

2.3.2.4蒙脱土浓度对缓蚀剂纳米容器制备的影响

图2.6不同蒙脱土浓度制备出的纳米容器的XRD衍射图

a—MMT/In/HPMA/PEI/HPMA/InMMT浓度为10g/Lb—MMT/In/HPMA/PEI/HPMA/InMMT浓度为4g/L

对比图2.6中a，b曲线的衍射角度可知，b曲线的衍射角度明显小于浓a曲线的衍射角度，且衍射强度也较a曲线明显增大，这表明MMT浓度为4g/L的组装土片层间距明显大于浓度为10g/L的组装土，且片层结构更加规整。

2.3