青海鹽湖鉀鋰行業(yè)副產(chǎn)大量鎂資源，目前尚未得到大規(guī)模有效利用，因此合理開發(fā)高值化鎂產(chǎn)品成為鹽湖資源綜合利用的關(guān)鍵。鎂鋁水滑石作為重要鎂基功能材料，在諸多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，特別是在改善PVC等高分子材料光熱穩(wěn)定性改性中意義重大。但高分子材料在光、熱、臭氧作用下易產(chǎn)生自由基，因其高反應(yīng)活性，導(dǎo)致材料降解、老化，嚴(yán)重影響性能和使用壽命。盡管鎂鋁水滑石對改善材料性能有重要作用，但其清除自由基的性能和機制尚不明確。

我校部省合建鹽湖化工大型系列研究設(shè)施林彥軍教授團隊，聯(lián)合北京化工大學(xué)劉軍楓教授團隊，針對這一關(guān)鍵問題展開深入研究。通過成核晶化隔離法成功合成了具有低結(jié)晶度的鎂鋁水滑石，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)水熱方法合成的高結(jié)晶度鎂鋁水滑石相比，低結(jié)晶度水滑石在清除羥基自由基（·OH）、超氧自由基（·O₂^?）、氮氧自由基（·NO）等的反應(yīng)中表現(xiàn)出了明顯的性能優(yōu)勢。進一步通過X射線光電子能譜、同步輻射等技術(shù)分析表明，采用成核晶化隔離法合成的低結(jié)晶度鎂鋁水滑石中存在大量的氧缺陷。理論計算研究表明，這些氧缺陷會影響自由基在反應(yīng)過程中的吸附行為，從而改變了自由基清除的反應(yīng)能壘。此外，通過進一步深入的自由基清除機制的研究發(fā)現(xiàn)，低結(jié)晶度水滑石對DPPH·和·O₂^?自由基的清除遵循電子轉(zhuǎn)移機制，而對·NO、·OH和·C_l 的清除遵循氫轉(zhuǎn)移機制。

該研究為開發(fā)高性能的水滑石自由基清除劑、提升高分子材料的光熱穩(wěn)定性提供了新的思路和理論指導(dǎo)。相關(guān)結(jié)果以“Amorphization Activates Biocompatible MgAl-Layered Double Hydroxide for Efficient Multiple Free Radical Scavenging”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上，該期刊為Wiley出版社旗下國際材料科學(xué)領(lǐng)域的頂級期刊（1區(qū)Top），2024年影響因子為18.5，專注于發(fā)表具有創(chuàng)新功能的高性能材料研究，涵蓋能源（如電池、太陽能）、電子器件（如柔性電子、半導(dǎo)體）、生物醫(yī)學(xué)（如藥物遞送、生物傳感）及環(huán)境治理等跨學(xué)科方向。

供稿：科研院、化工學(xué)院

【編輯：鄒林有  責(zé)任編輯：金萍】