夹层化合物

    夹层化合物 : 又称嵌入化合物。由层状结构物质和 夹层剂组成。层状结构物质是仅借范德华力把 各种中性夹心层或原子层结合在一起的二维 分子晶体。过渡金属(M)和硫族原子(S)组成 MS₂化合物就属于层状结构物质。这种化合物 由中间夹着金属原子的两组硫族原子面组成 一个夹心层,层与层之间借范德华力结合。夹 层结构物质种类很多,如石墨、二硫化钼、二硫 化钛、三氯化铝、碘化镉、三氧化钼及天然蒙脱 石,但只有过渡金属二硫(族)化合物和某些过 渡金属氧化物才能进行夹层(嵌入)。夹层剂可 为分子、离子或原子。一般把层状结构物质称 为宿主(host),夹层剂称为寄主(guost)。在夹 层化合物中有“级”(stages)的概念,级是连接 两个寄主之间的互邻宿主的层数,也可表 示为:

级数(n)的大小取决于夹层剂的性质及合成条 件,一般不大于9。夹层化合物是一种新型材料, 已用于精细化工领域。例如石墨通过夹层,可提 高现有石墨超导性,扩大其应用范围; 利用夹 层过程的局部化学反应,可制作比能量密度高、 可充电的二次锂电池。此外,也用于合成反应 中,可把反应物做成夹层化合物使用,使易挥 发、易潮解、易分解等难保存和难使用的反应物 质保存在石墨层间; 也可使夹层化合物控制反 应,使在较低温度下进行,或提高其选择性,如 用于苯加氢制环己烷,均有明显效果; 夹层化 合物也可制成功能性材料等。
夹层化合物的制法。层状结构物质在同层 上的原子间的结合力较强,而层与层之间的结 合力很弱,因而就有可能在两层之间嵌入其他 的分子、原子或离子(夹层剂或称嵌入剂)。使夹 层剂进入层间的方法有:①直接法;②高温通 气法;③湿法;④电解法。夹层化合物多不稳 定,接触空气时易分解,要在惰性气氛中进行合 成和测试操作。