层状双氢氧化合物

层状双氧化合物 (LDH) 是一类离子固体，其特征是具有层状结构的层状结构，层序为 [AcB Z AcB]n，其中 c 代表金属阳离子层，A 和 B 是氢氧化物层（OH- _{)阴离子，Z是其他阴离子和中性分子（如水）的层。 层之间的横向偏移可能会导致更长的重复周期。}

嵌入的阴离子 (Z) 结合较弱，通常可交换； 它们的插层性质具有科学意义和工业应用。

LDHs 在自然界中以矿物质的形式存在，作为某些细菌代谢的副产品，也无意中出现在人造环境中，例如金属物体腐蚀的产物。

LDHs 可以看作是从具有水镁石 (Mg(OH)2) 层结构 [AdB AdB]n 的二价阳离子 (d) 的氢氧化物，通过阳离子 (c) 置换 (Mg2+ → Al3+)，或通过阳离子氧化 (Fe2+ → Fe3+ 在绿锈的情况下为 Fe(OH)2)，在金属二价 (d) 阳离子层中，以赋予它们过量的正电荷； 并在氢氧化物层 (A,B) 之间插入额外的阴离子层 (Z) 以中和该电荷，从而形成结构 [AcB Z AcB]n。 LDH 可以在插层 (Z) 中与多种阴离子形成，例如 Cl-、Br-、NO-_{3, CO2-3, SO2-4 和 SeO2−4.}

这种结构在固态化学中是不寻常的，因为许多具有相似结构的材料（例如蒙脱石和其他粘土矿物）具有带负电的主要金属层 (c) 和夹层 (Z) 中的正离子。

在研究最多的一类 LDH 中，正层 (c) 由二价和三价阳离子组成，可以用下式表示

[M2+_{1-xN3+x(OH−)2]x+ [(Xn−)x/n · yH2O]x-,}

其中 Xn− 是嵌入阴离子（或阴离子）。

最常见的是，M2+ _{= Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+ 或 Zn2+，以及 N3+ 是另一种三价阳离子，可能与 M 具有相同的元素。已证明在 0.2 ≤ 范围内存在固定成分相 x ≤ 0.33。 然而，具有变量x的相也是已知的，并且在一些情况下，x＞1。 0.5.}

另一类 LDH 是已知的，其中主要金属层 (c) 由 Li+ 和 Al3+ 阳离子组成，通式为

[Li+_{Al3+2(OH−)6]+ [Li+Al3+2(X6−) ∙ yH2O]−,}

其中 X6− 代表总电荷为 −6 的一种或多种阴离子。 y 的值通常在 0.5 到 4 之间。

在某些情况下，合成过程中使用的溶液的 pH 值和 LDH 的高干燥温度可以消除 LDH 中 OH- 基团的存在。

例如，在 (BiO)4(OH)2CO3 化合物的合成中，水溶液的低 pH 值或固体的较高退火温度可以诱导 (BiO)2CO3 的形成，其在热力学上比 LDH 更稳定 化合物，通过 CO32- 基团交换 OH- 基团。

通常，位于层间区域的阴离子可以很容易地被置换。 可以掺入各种各样的阴离子，从简单的无机阴离子（例如 CO2−_{3）到有机阴离子（例如 苯甲酸盐、琥珀酸盐）到复杂的生物分子，包括 DNA。 这导致了对将 LDH 插层用于高级应用的浓厚兴趣。 布洛芬等药物分子可能被嵌入； 由此产生的纳米复合材料有可能用于控制释放系统，这可以减少我的剂量频率。}