1、什么是水滑石
（1）水滑石
水滑石是一种阴离子型层状材料，与其衍生物类水滑石、柱撑水滑石统称为层状双羟基复合金属氧化物（Layered Double Hydroxides,LDHs）。水滑石是一种天然的矿物，其组成通式为[Mg2+1-xAl3+x(OH-)2An-x/n·mH2O]，其中An-代表层间可交换的阴离子，典型的化学组成是Mg6Al2(OH)16C03·4H2O。水滑石是一种天然的矿物，其组成通式为[Mg2+1-xAl3+x(OH-)2An-x/n·mH2O]，其中An-代表层间可交换的阴离子，典型的化学组成是Mg6Al2(OH)16C03·4H2O。水滑石与水镁石(Mg( OH) 2,Brucite) 的结构类似，水镁石由Mg(OH)2八面体相互共边形成层状化合物，层与层之间对顶地叠在一起，层间通过氢键缔合。
（2）类水滑石
当水镁石层状结构中的Mg2 部分被半径相似的阳离子( 如Al3+ 、Fe3+ 、Cr3+ ) 取代时，会导致层上正电荷的积累，这些正电荷被位于层间的负离子（CO32-）平衡，在层间的其余空间，水以结晶水的形式存在，形成层柱状结构。当Mg2+ 和Al3+被半径相似的二价或三价阳离子同晶取代，或CO32-被其他阴离子取代，即形成所谓类水滑石。
类水滑石具有和水滑石相同的结构，差别在于层上阳离子和层间阴离子的种类和数量，二者统称为水滑石。
2、水滑石的性能及合成方法
水滑石因其独特的结构特点，具有碱性、层间阴离子的可交换性、热稳定性和组成和结构的可控性等优异性能，其合成方法主要有共沉淀法、水热合成法、离子交换法、焙烧还原法、微波辐射法和尿素均匀沉淀法等。
3、水滑石的用途
 水滑石类化合物绿色环保无污染，是一类极具研究潜力和应用价值的三维结构纳米材料。纳米水滑石所具有的特殊的层状结构使得其在催化、吸附、医药等领域的应用获得了长足的发展，但是在化学发光方面的应用却鲜有报道。
4、水滑石在化学发光方面的应用
化学发光分析法由于对分析物的检测灵敏度高、线性范围广、检测速度快、检测仪器设备简单等优点，成为分子光谱中十分活跃的研究热点之一。化学发光分析法可以与其他领域相结合，使得其研究和应用领域越来越宽。
刘芳等采用低过饱和度恒定pH值方法制备镁铝碳酸根水滑石，并以镁铝碳酸根水滑石催化鲁米诺-过氧化氢化学发光体系为研究对象，重点考察纳米水滑石材料对化学发光体系的影响。
（1）镁铝碳酸根水滑石对鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的影响
在碱性溶液中，鲁米诺能被过氧化氢氧化产生化学发光。研究证实，当体系中存在碳酸根时，鲁米诺-过氧化氢化学发光反应的信号得到增强。这主要是由于碳酸根能被溶液中的过氧化氢氧化生成HCO4-，HCO4-的氧化能力要大于过氧化氢的氧化性能，从而增强鲁米诺一过氧化氢化学发光反应的信号。当体系中存在镁铝碳酸根水滑石时，鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的发光强度被极大地增强。然而制备镁铝碳酸根水滑石相应浓度的Mg2+或CO32-对化学发光信号有微弱的增敏，但其增敏效果与镁铝碳酸根插层水滑石的增敏效果相比，要弱很多；Al3+对此体系没有明显的增敏作用。也就是说，造成鲁米诺-过氧化氢化学发光体系强烈的增敏效果并不是由于制备镁铝碳酸根水滑石的原料所引起的。由此推断，水滑石中插层的阴离子种类对鲁米诺-过氧化氢化学发光催化效果起着重要作用。
（2）镁铝碳酸根水滑石层板中的镁铝比对鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的影响
水滑石层板的镁铝比是水滑石催化鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的一个重要影响参数。镁铝比3的碳酸根水滑石对鲁米诺过氧化氢的催化效果要高于镁铝比为4的碳酸根水滑石，而镁铝比为2的碳酸根水滑石的化学发光信号却低于镁铝比为3的化学发光信号，这主要是由于过小的层间距造成的。随着层间距的减小，鲁米诺进入层板间所受到的阻力增大，这样不能有效地与层间的碳酸根反应，对应的化学发光强度降低，即镁铝比为2的水滑石对应的化学发光信号低于镁铝比为3的水滑石对应的化学发光信号。
（3）镁铝碳酸根水滑石中碳酸根的负载量比对鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的影响
对于水滑石纳米材料来说，当反应溶液中碳酸根离子的浓度较小时，碳酸根主要分布在水滑石层板的外表面；随着反应溶液中的碳酸根浓度进一步增大时，插入到层板间的碳酸根离子越多。
在其他反应条件不变的情况下，在反应初始时，通过控制反应原料的碳酸钠的加入量来控制水滑石中的碳酸根的负载量。从而研究水滑石的碳酸根负载量对鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的影响。开始时鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的发光信号随着制备的碳酸根阴离子浓度的增大而增大，但是当溶液中碳酸根的量超过水滑石层板间理论上所需要插层的阴离子的总量（7.5 mmol）时，体系的发光强度随之降低。
（4）镁铝碳酸根水滑石催化鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的发光体
目前通常认为鲁米诺一过氧化氢体系的发光机理为：在碱性环境中鲁米诺能够被过氧化氢氧化，生成激发态的3-氨基邻苯二甲酸根离子，当其从激发态回到基态时产生光辐射，发出最大发射波长为425 nm的蓝光。在镁铝碳酸根水滑石存在时体系的化学发光强度被极大的增强，但是镁铝碳酸根水滑石催化鲁米诺-过氧化氢体系的化学发光光谱的最大的发射波长仍为425 nm，这有力地说明了镁铝碳酸根水滑石在化学发光体系中只起到催化剂的作用，反应中并没有产生新的发光体，还是常见的3-氨基邻苯二甲酸根离子发光体。
（5）镁铝碳酸根水滑石催化鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的反应机理
镁铝碳酸根水滑石催化鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的反应机理：在碱性条件下，鲁米诺转化成鲁米诺阴离子，过氧化氢转变为过氧化氢阴离子。它们由于静电作用吸附到带高正电荷的镁铝碳酸根水滑石层板周围。这些相对浓缩的阴离子能更容易更有效地与层板间的高浓度的碳酸根阴离子反应，使鲁米诺阴离子进一步地氧化生成更多的激发态的鲁米诺阴离子，从而能导致化学发光信号的增强。
（6）镁铝碳酸根水滑石催化鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的优点
常用的鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的催化剂有过渡金属离子及其化合物、蛋白酶类等。然而，对于过渡金属离子及其化合物催化剂来说，其他金属离子对发光体系的分析干扰严重，并且该催化剂一定程度上对环境有污染；对于蛋白酶类催化剂，价格相对来说比较昂贵，并且溶液不稳定，反应条件较为严苛，必须小心地控制反应条件。镁铝碳酸根水滑石作为催化剂测定过氧化氢的检出限优于或近似于其他催化剂测定过氧化氢的测量结果。
因此，使用镁铝碳酸根水滑石作为催化剂催化鲁米诺-过氧化氢化学发光体系测定过氧化氢具有如下优点：（1）作为一个绿色催化剂，镁铝碳酸根水滑石易于制备且稳定；（2）制备镁铝碳酸根水滑石的成本低廉；（3）检出限低。
将无机层状的水滑石纳米材料应用于分子化学发光光谱的研究领域中，丰富了我们对水滑石纳米材料的又一微观认识。我们相信基于水滑石催化化学发光反应，能进一步地开发过氧化氢或转化为过氧化氢的相关探针及传感器，并将其应用于环境、生物领域中。
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