1 引言

层状双金属氢氧化物（又称为水滑石类插层材料）是一类具有带正电荷的主体层板和层间阴离子通过非共价键的相互作用组装而成，是水滑石和类水滑石的统称^[1]。这类材料巨大的优势在于以下两个方面：其一，材料可以多样变化层面上的阳离子可以不断变换，而且层间阴离子也能够被有机或无机，单一或者复合阴离子，多金属或简单阴离子离子金属配合物等代替获得多种性能不同的材料 ^[2-3]；其二，这类材料能够在温和的条件下进行热解作用恢复层状结构，具有很强的记忆可再生功能^[4]。因此，相比于过去传统的药物输送材料，LDH具有合成方法简便，高密度药物负载，低毒性（对于目标细胞或者器官而言）且强保护性（避免药物分子被酶分子降解）等特征是一类优良的药物输送材料^[5]。然而存在如何进行功能化或者有机修饰扩大材料的存储空间，增加药物固定和有效释放的能力甚至增加生物相容性等问题。众所周知，有机硅烷化试剂作为功能化分子在各种材料内进行优化修饰过程担当了重要的角色。因此，本项目以氨基酸生物小分子获得新型的有机硅烷化试剂，并对LDH功能化，获得具有层间距较大的生物型 Bio-LDH 材料。

2 LDH复合材料的结构与特性

2.1 LDHs的结构

水滑石是一种天然的矿物,其组成通式为[M² _1#8722;xM³ _x(OH^-1)2]A^n-_x/n#183;m H₂O^[6]，其中A^n-代表层间可交换的阴离子,典型的化学组成是Mg₆A_l2(OH)₁₆CO₃#183;4H₂O，它的结构非常类似于水镁石Mg(OH)₂。水镁石基本构造单元是镁氧八面体，八面体的中央是Mg² , 6个顶角是OH^-。相邻八面体间靠共用边相互联接形成二维延伸的配位八面体结构，其单元晶层称为水镁石片。当水镁石片中的Mg² 被A1³ 同晶置换后，晶体结构不变,形成镁铝氢氧化物八面体结构层,称为类水镁石片，是水滑石的单元晶层。水滑石就是由这种类水镁石片面一面重叠形成的。在类水镁石片中，高价的A1³ 取代部分低价的Mg² ，使类水镁石片层带上正电荷，这些正电荷被层间的阴离子CO₃^2-平衡，使得这一结构呈电中性，同时层间阴离子电荷分布还影响着层板酸碱性的变化；层间阴离子与层板以静电力及通过层间水或层板上的经基以氢键的方式相结合，另外层间也存在一定数目的水分子，由于结合力小(氢键),可在适当的高温下除去，同时也不破坏水滑石的结构。

2.2 LDHs的基本性能

LDHs特殊结构组成使得其具有许多特殊的性质，例如碱性^[7]、层间阴离子的可交换性^[8-9]、结构记忆效应^[10-11]、骨架金属元素的多样性等。下面仅对比较常见的三种性质进行介绍。

2.2.1 骨架金属元素的多样性

骨架金属元素的多样性层状多金属氢氧化物结构中的中心金属元素种类繁多，以不同种类金属组合形成功能各异的层状双金属氢氧化物。当金属原子半径相近时，高价金属离子同晶取代低价金属离子，与羟基形成共价键，堆积成形态规整的层状结构，此结构中的金属元素可以是二元、三元^[12]甚至是四元^[13]的。

2.2.2 层间阴离子的可交换性