本发明涉及二维纳米材料制备技术以及层状无机物/聚合物纳米复合材料制备技术领域，具体涉及基于层状无机物在溶剂中层离制备二维纳米材料的方法以及层状双氢氧化物在聚合物材料中纳米级分散形成纳米复合材料的方法。
背景技术：
二维纳米材料具有强的表面效应，是理想的复合增强材料，与聚合物复合可以得到多种类的结构材料和功能材料。虽然制备二维纳米材料已有多种途径，但是通过层状无机物在溶剂中层离获得二维纳米材料的方法备受关注，原因在于其产物具有数量大、结构完整、无缺陷和少杂质的优点。以这种途径获得的二维纳米材料作为构筑基元，为进一步制备的纳米功能材料在能源、催化、生物医药等诸多领域中应用的要求提供了基础保障。
层状双氢氧化物(layereddoublehydroxides,ldhs)，与其它层状无机物不同，它的特性在于它是唯一的一族片层带有正电荷的层状无机物。ldhs可以通过组成金属离子的盐溶液共沉淀、离子交换以及尿素水解等方法制备，简单方便且环境友好。ldhs具有生物相容性，并且片层中的金属种类和比例、层间阴离子以及片层径向大小皆可调。若选用锌铝或镁铝组成的ldhs与聚合物形成纳米复合材料，除了会增强聚合物材料的力学性能、阻隔性能和热稳定性外，还会增加阻燃和抑烟性能。
然而，ldhs的片层电荷密度高，片层之间具有完整的氢键网，这使得ldhs相比其它层状无机物更难在溶剂中层离。目前，获得大量层离ldhs的方法中采用的有机溶剂主要有甲酰胺、甲苯和四氯化碳等。这些溶剂在具有高极性的同时，还具有高沸点和毒性，这导致了在进一步与聚合物形成纳米复合材料的体系中不易移除，从而在聚合物纳米复合材料中引入杂质而影响相关性能。
技术实现要素：
本发明所要解决的问题是提供一种双氢氧化物在共聚单体混合液中层离为单片层的方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种双氢氧化物在共聚单体混合液中层离为单片层的方法，包括如下步骤：
(1)制备层间有机改性的ldhs。选用二价金属阳离子和三价阳离子的硝酸盐，氢氧化钠和十二烷基的表面活性剂，在ph＝10.0下，70℃经24小时持续搅拌后，离心洗涤烘干，合成有机改性的ldhs的粉末；
(2)配制可共聚单体的混合溶液。选择丙烯酸酯类的可共聚单体，与苯乙烯在1：4～2：3之间合适的比例配制混合溶液；
(3)层离ldhs。将一定量的ldhs粉末研磨后，加入10ml可共聚单体的混合溶液，充分震荡搅拌，可获得ldhs稳定层离在可共聚单体中的胶态悬浮液。
优选的，所述步骤(1)中双金属离子种类为镁铝、锌铝、镍铝和钴铝。
优选的，所述形成的搅拌混合物中二价金属与三价金属离子的比例为2.5：1-3.5：1。
优选的，所述步骤(1)中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
优选的，所述步骤(1)中表面活性剂与铝离子比例范围是1：1-3：1。
优选的，所述步骤(1)中合成方法为双金属离子恒定ph共沉淀法。
优选的，所述步骤(2)中丙烯酸酯类为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。
优选的，所述步骤(2)中丙烯酸酯与苯乙烯的体积比例范围是1：4-2：3。
有益效果：本发明提供了一种双氢氧化物在共聚单体混合液中层离为单片层的方法，本发明基于溶解理论，通过对可聚合单体的混合而调整溶剂极性组成，同时选择合适的层间阴离子与混合单体溶液匹配，实现ldhs直接在共聚单体溶液中的层离。这样的ldhs层离方法中不需要超声处理，所得到的二维纳米片层保持结构完整；并且可使ldhs在溶剂中完全层离为单片层；进一步通过乳液聚合等原位引发方法后可使ldhs与聚合物直接形成纳米复合材料，而避免使用其它需移除的溶剂。
附图说明
图1为上清液中取样的投射电子显微镜图。
具体实施方式
一种双氢氧化物在共聚单体混合液中层离为单片层的方法，包括如下步骤：
s101：制备层间有机改性的ldhs。选用二价金属阳离子和三价阳离子的硝酸盐，氢氧化钠和十二烷基的表面活性剂，在ph＝10.0下，70℃经24小时持续搅拌后，离心洗涤烘干，合成有机改性的ldhs的粉末；
s102：配制可共聚单体的混合溶液。选择丙烯酸酯类的可共聚单体，与苯乙烯在1：4～2：3之间合适的比例配制混合溶液；
s103：层离ldhs。将一定量的ldhs粉末研磨后，加入10ml可共聚单体的混合溶液，充分震荡搅拌，可获得ldhs稳定层离在可共聚单体中的胶态悬浮液。
s101中，所述步骤(1)中双金属离子种类为镁铝、锌铝、镍铝和钴铝。
s101中，所述形成的搅拌混合物中二价金属与三价金属离子的比例为2.5：1-3.5：1。
s101中，所述步骤(1)中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
s101中，所述步骤(1)中表面活性剂与铝离子比例范围是1：1-3：1。
s101中，所述步骤(1)中合成方法为双金属离子恒定ph共沉淀法。
s102中，所述步骤(2)中丙烯酸酯类为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。
s102中，所述步骤(2)中丙烯酸酯与苯乙烯的体积比例范围是1：4-2：3。
实例1.sdbs改性镁铝双氢氧化物的层离。用去离子水制备0.2mol/lsdbs溶液250ml，置于1000ml四口烧瓶内，以1mol/l氢氧化钠溶液调节ph＝10.0，通入n2保护。称取9.6gmg(no3)2·6h2o，4.69gal(no3)3·9h2o溶解于200ml去离子水中得镁铝硝酸盐混合溶液。在70±2℃，保持ph＝10.0的反应条件下，将氢氧化钠和镁铝硝酸盐混合溶液同时逐滴加入到sdbs溶液中。滴加完成后继续反应24小时后取出，冷却并离心洗涤5次，70℃下烘干得mg3al-ldh-sdbs。按体积比7：3的比例配制苯乙烯和丙烯酸丁酯的溶液10ml。将10ml混合单体溶液倒入含有0.01gmg3al-ldh-sdbs粉末的容器中，充分震荡搅拌，可得mg3al-ldh-sdbs在苯乙烯和丙烯酸丁酯中层离的稳定澄清的胶态悬浮液。
实例2.sdbs改性镍铝双氢氧化物的层离。用去离子水制备0.2mol/lsdbs溶液250ml，置于1000ml四口烧瓶内，以1mol/l氢氧化钠溶液调节ph＝10.0，通入n2保护。称取8.70gni(no3)2·6h2o，4.69gal(no3)3·9h2o溶解于200ml去离子水中得镍铝硝酸盐混合溶液。在70±2℃，保持ph＝10.0的反应条件下，将氢氧化钠和镍铝硝酸盐混合溶液同时逐滴加入到sdbs溶液中。滴加完成后继续反应24小时后取出，冷却并离心洗涤5次，70℃下烘干得ni3al-ldh-sdbs。按体积比3：2的比例配制苯乙烯和丙烯酸丁酯的溶液10ml。将10ml混合单体溶液倒入含有0.01gni3al-ldh-sdbs粉末的容器中，充分震荡搅拌，可得ni3al-ldh-sdbs在苯乙烯和丙烯酸丁酯中层离的稳定澄清的胶态悬浮液。
当摩尔比mg:al＝3:1,sdbs:al＝2时合成的镁铝双氢氧化物(mg3al-ldh-sdbs),在苯乙烯和丙烯酸丁酯的体积比为7：3的混合溶液中，浓度为0.01g/10ml。层离后在长试管中静止24小时，在上清液中取样的投射电子显微镜图。
本发明提供了一种双氢氧化物在共聚单体混合液中层离为单片层的方法，本发明基于溶解理论，通过对可聚合单体的混合而调整溶剂极性组成，同时选择合适的层间阴离子与混合单体溶液匹配，实现ldhs直接在共聚单体溶液中的层离。这样的ldhs层离方法中不需要超声处理，所得到的二维纳米片层保持结构完整；并且可使ldhs在溶剂中完全层离为单片层；进一步通过乳液聚合等原位引发方法后可使ldhs与聚合物直接形成纳米复合材料，而避免使用其它需移除的溶剂。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。