目前，在层状双金属氢氧化物(LDHs)层间插入特定功能性无机分子、有机阴离子、聚合物或生物大分子等制备层状纳米复合材料已成为功能材料领域中研究的热点。功能性染料分子插入到层状无机材料中可以大大提高其光稳定性和热稳定性，可以用于制备固体染料激光器、光信息存储材料、非线性光学器件、化学传感器、太阳能电池等，具有非常广的应用前景。制备此类夹层纳米复合材料，关键技术是通过离子交换实现分子的插入。本文通过非稳态共沉淀法合成了胶态分散的[Mg-Al-Cl]LDHs，并通过甲基橙(MO)或刚果红(CR)阴离子的插层研究了其离子交换特性。进一步采用LB技术与离子交换方法相结合，制备了[Mg-Al-Cl]LDHs纳米粒子与功能染料分子MO或CR的复合薄膜，并对该复合薄膜材料进行了结构和性质表征。一、层状[Mg-Al-Cl]LDHs主体材料的合成及其离子交换性能的研究在众多的无基层状材料中，LDHs是唯一的一种带正电荷、可进行插层反应的物质。在制备夹层纳米复合材料时，具有组分和层电荷密度可调、层片为一褶皱多面层、比2：1型层状硅酸盐具有更多的伸展性等多种优点，越来越引起人们的注意。本章采用液相非稳态共沉淀法合成了胶态分散的[Mg-Al-Cl]LDHs，利用电感耦合等离子体发射光谱仪、X射线衍射、红外光谱、透射电镜、原子力显微镜以及粒度分布仪等对所合成产品的元素组成、形貌以及粒度分布等进行了表征。实验结果表明，制备的LDHs为六边形层片状颗粒，平均粒径约为100—120nm之间，层片厚度约为5nm。通过有机阴离子与[Mg-Al-Cl]LDHs的插层反应，研究了LDHs的离子交换性能。实验结果表明，所合成的胶体分散的LDHs颗粒可以与功能性染料分子MO和CR发生离子交换反应，生成相应的有机—无机纳米复合材料。二、LDHs／染料分子纳米复合膜材料的制备与表征LB技术制备的有机—无机纳米复合材料，由于其层数和层的顺序可在分子水平上控制，分子排列高度有序、结构和组成多样性，受到化学、物理、光学、生物、材料、等多学科科学工作者的普遍关注。本论文将LB技术与离子交换方法相结合制备了结构层状有序的LDHs／MO和LDHs／CR纳米复合膜材料。以花生酸单分子层做模版，制备了X—型AA／LDHs复合膜，利用π—A等温线、透射电镜、X射线衍射、红外光谱等对该复合膜进行了表征。结果表明，LDHs颗粒以静电作用吸附在了AA分子单层下，在气／液界面上形成了稳定的复合单层膜。以LB技术将空气／水界面的AA／LDHs复合单层转移到固体基片上，然后将其浸入到染料分子的水溶液中，利用该复合膜中LDHs粒子的离子交换性质，将染料分子MO和或CR插层于AA／LDHs复合膜中，形成纳米复合薄膜。通过UV-Vis吸收光谱、偏振UV-Vis吸收光谱、X射线衍射以及红外光谱对该复合膜进行了结构表征。实验结果表明，MO和CR分子确实插层到复合膜中LDHs的层间通道中，且形成的AA／LDHs／Dyes复合膜具有良好的纵向均匀性。插层于AA／LDHs复合膜中LDHs层间通道中的MO分子形成了H—型聚集体，MO分子的长轴垂直于层板平面有序排列成单分子层，且分子末端的磺酸基上下交替的吸附在层板上；而CR分子则在LDHs的层间通道中形成了J—型聚集体，CR分子的长轴近乎平行于LDHs层板平面排列成单分子层。CR分子中的两个磺酸基结合在通道同侧的层板上。此外，AA／LDHs复合膜中LDHs的层状结构可以控制染料分子MO和CR等染料分子的聚集态和取向。换句话说，复合膜中的染料分子具有稳定的构象，同时可以提高MO和CR分子的光稳定性和热稳定性。因此这类复合膜在分子器件、光子器件、化学传感器等功能材料组装方面具有广阔应用前景。将两者组装在一起可以制备具有特殊功能的纳米复合膜材料。