1. 研究目的与意义
水滑石的结构为[Mg6Al2(OH)16CO34H2O]，微观表现为层状结构，每个单元层是由金属氢氧化物八面体通过共用棱边形成的，单元层与单元层对顶进行叠加，单元层之间存在的作用力为氢键。
镁离子与铝离子半径相近，单元层之间的镁离子容易被铝离子取代，因此使得整个单元层层板表现为正电，单元层之间存在的碳酸根离子平衡了层板的正电荷，从而使得整个结构表现为电中性。
水滑石层板之间的金属离子可以被其他金属离子所取代，并且单元层之间的阴离子也容易与其他阴离子发生离子交换，鉴于水滑石结构的多样性和可调控性，水滑石在催化、分离与吸附、电化学、医药研发等领域有广泛的运用。
2. 课题关键问题和重难点
本课题的关键问题如下： 1）本课题主要是以镁铝水滑石作为筑基单元，利用水滑石层板之间的金属离子容易被取代的性质，将稀土元素掺杂进镁铝水滑石的结构中，形成具有荧光性质的镁铝水滑石化合物。
通过借助能谱分析（EDS）、扫描电子显微镜（SEM）和荧光发射光谱等手段，对稀土元素掺杂的镁铝水滑石化合物进行相应的表征和分析； 2）水滑石荧光的检测是通过加入甲酰胺实现的。
由于甲酰胺中含有C、N、O三种元素，而C、N、O是形成荧光发光团必不可少的元素。
3. 国内外研究现状（文献综述）
水滑石的结构为[Mg6Al2(OH)16CO34H2O]，微观表现为层状结构，每个单元层是由金属氢氧化物八面体通过共用棱边形成的，单元层与单元层对顶进行叠加，单元层之间存在的作用力为氢键。
镁离子与铝离子半径相近，单元层之间的镁离子容易被铝离子取代，因此使得整个单元层层板表现为正电，单元层之间存在的碳酸根离子平衡了层板的正电荷，从而使得整个结构表现为电中性。
水滑石奇特的结构特点主要表现在四个方面[1]：1）单元层层板金属离子可取代性；2）单元层层板阴离子可交换性；3）热稳定性；4）晶粒的可调控性。
4. 研究方案
1）参考中文和外文文献，利用文献方法制备出镁铝水滑石； 2）将三种稀土元素分别掺杂至镁铝水滑石前体中，得到三种类水滑石化合物； 3）对镁铝水滑石和三种稀土元素掺杂的类水滑石进行SEM、EDS和荧光表征；整理实验数据和分析表征图片，准备论文写作。
5. 工作计划
第1-3周：查阅中英文文献，完成整个实验方案的设定，敲定毕业论文内容和框架，并学习表征仪器的使用和结果分析方法；第4-5周：预估整个实验过程需要用到的化学药品，及时购买，并完成镁铝水滑石的制备，并预留干燥制备得到的水滑石化合物；第6-9周：完成三种稀土金属对镁铝水滑石的掺杂实验，并获取干燥后的化合物；第10周：对水滑石以及三种经过掺杂后的水滑石进行SEM、EDS和荧光表征，获得实验数据和图片；第11-15周：整理实验数据和结果，完成论文写作；第16-17周：对论文格式要求和内容进行修改与补充，进一步完善论文；第18-19周：完成论文PPT制作和论文答辩稿，并进行模拟答辩；第20周：完成答辩。
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