[發明專利]一種片狀結構層狀復合氫氧化物及其制備方法

有效

• 申請號: 201310031109.7
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103964391A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 李殿卿;唐平貴;馮擁軍;馮俊婷
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C01B13/14
• 分類號: C01B13/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 何俊玲

所屬領域

本發明涉及無機非金屬功能材料及其制備領域，具體涉及一種層狀復合氫氧化物及其制備方法。

背景技術

層狀復合氫氧化物(Layered Double Hydroxides，簡稱LDH)是一類陰離子型層狀粘土，其化學式為[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+(A^n-_x/n)·mH₂O，其中M²⁺、M³⁺分別代表二價和三價金屬陽離子，x代表金屬元素的含量的變化，A^n-代表層間陰離子。LDH具有獨特的二維層狀結構和層間陰離子的可交換性，近年來受到人們的廣泛關注。LDH獨特的性質使其廣泛應用于催化、吸附、離子交換和高分子添加劑(阻燃劑、熱穩定劑等功能助劑)等領域。

材料的比表面積對其應用性能具有重要的影響，通常比表面積越大其應用性能越好。LDH多為片狀結構，比表面積較小，其布朗諾爾-埃米特-泰勒(Brunauer-Emmett-Teller，簡稱BET)比表面積約為20-80m²/g，極大地限制了它的應用。傳統制備方法，如單滴法、雙滴法、成核/晶化隔離法、均勻沉淀法、水熱法等通常僅能獲得厚度約為20-100納米的六邊形或不規則片狀LDH微晶，BET比表面積較小，通常小于120m²/g。文獻Zhao Yun,Li Feng,Zhang Rui,Evans,David G.,Duan Xue,Chemistry of Materials,2002,14,4286采用成核/晶化隔離法制備了粒徑較小，厚度約為20納米的LDH，BET比表面積約為80m²/g。Jing He,Bo Li,David G.Evans,Xue Duan,Colloids and Surfaces A:Physicochem.Eng.Aspects,2004,251,191采用模板法成功制備了BET比表面積達120m²/g以上的大比表面類纖維狀LDH。該制備方法需采用有機溶劑和表面活性劑，在制備后期需去除表面活性劑，后處理過程復雜，僅限于實驗研究，不便于工業化生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種片狀結構層狀復合氫氧化物及其制備方法，該層狀復合氫氧化物具有比表面大的特點，可用于吸附分離、催化、高分子材料等領域。

本方法以金屬氫氧化物、氧化物、堿式碳酸鹽和可溶性鹽及堿為原料，制備出厚度為10~20nm、比表面積為130-200m²/g的片狀結構層狀復合氫氧化物。

本發明制備的片狀結構層狀復合氫氧化物的化學通式為：

M⁺_xM²⁺_1-y-0.5x-2zM³⁺_yM⁴⁺_z(OH)₂(A^n-)_y/n·mH₂O，（1）

其中0≤x≤0.4，0≤y≤0.7，0≤z≤0.5，0≤y+0.5x+2z≤1，y、z不能同時為0，m為層間結晶水分子數，0.4≤m≤1；