[發明專利]一種鎂鋁基層狀復合氫氧化物的清潔制備方法

有效

• 申請號: 201610182389.5
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105836769B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 唐平貴;李殿卿;馮擁軍;陳廷偉
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C01F7/00
• 分類號: C01F7/00;C01G3/00;C01G9/00;C01G53/00
• 代理公司: 北京金富邦專利事務所有限責任公司11014
• 代理人: 揭玉斌,蔡志勇

所屬領域

本發明涉及無機非金屬功能材料制備領域，具體涉及一種鎂鋁基層狀復合氫氧化物的清潔制備方法。

背景技術

層狀復合氫氧化物(LayeredDoubleHydroxides，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、離子交換和高分子材料添加劑(阻燃劑、熱穩定劑等功能助劑)等領域。

LDH通常采用共沉淀法、成核/晶化隔離法、均勻沉淀法等方法制備。文獻Cheng Xiang,Huang Xinrui,Wang Xingzu,and Sun Dezhi,Journal of Hazardous Materials,2010,177(1-3),516-523以NaOH為沉淀劑，采用共沉淀法制備了ZnAl-LDH；文獻Cui Guojing,Evans David G,and Li Dianqing,Polymer Degradation and Stability,2010,95(10),2082-2087以NaOH為堿源，采用成核/晶化隔離法制備了納米級ZnAl-NO₃-LDH。但沉淀法和成核/晶化隔離法均采用NaOH作為堿源，生產1噸LDH約需使用0.8噸NaOH，然而NaOH生產成本較高，致使LDH的制備成本過高，不利于LDH在各領域中的應用，且這些方法會排放大量低價值的鈉鹽，造成環境污染。文獻Abellan Gonzalo,Coronado Eugenio,Marti-Gastaldo Carlos,Pinilla-Cienfuegos Elena,and Ribera Antonio,Journal of Materials Chemistry,2010,20(35),7451-7455以尿素為沉淀劑，采用均勻沉淀法制備了微米級NiFe-LDH。然而該方法加熱時間較長，能耗大且只能制備微米級LDH。文獻Zhi Ping Xu and Guo Qing Lu,Chemistry of Materials,2005,17(5),1055–1062采用水熱法，以氧化鎂和氧化鋁為原料，110℃下反應5天仍然有原料未反應完全?？梢娝疅岱ǚ磻獪囟雀撸訜釙r間較長，能耗大。因而開展LDH低成本清潔制備研究對于促進和拓展LDH的應用范圍具有重要的促進作用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鎂鋁基層狀復合氫氧化物的清潔制備方法，該層狀復合氫氧化物可用于吸附分離、催化、高分子材料等領域。

本發明以氫氧化鎂或氧化鎂、擬薄水鋁石、無機強酸、含功能陰離子物質為原料，以氯化鎂或硝酸鎂為循環媒介，利用擬薄水鋁石在酸性條件下可膠溶的性質提高擬薄水鋁石的反應活性，利用氯化鎂或硝酸鎂提高氫氧化鎂和氧化鎂的反應速率，加快層狀復合氫氧化物的生成速率，縮短反應時間，克服水熱法制備層狀復合氫氧化物存在反應溫度高、耗時長的缺陷，可在溫和條件下快速制備鎂鋁基層狀復合氫氧化物。氯化鎂和硝酸鎂可循環使用，制備過程無廢棄物排放，綠色環保。

所述層狀復合氫氧化物的清潔制備方法，具體制備步驟如下：

步驟A：配制質量百分含量為2～30％的氫氧化鎂或氧化鎂漿液，將漿液在球磨機或膠體磨中研磨10～40分鐘，得到A漿液。

步驟B：按鎂鹽與A漿液中鎂元素摩爾比為0.01～0.5:1的比例稱取鎂鹽配制摩爾濃度為0.1～2mol/L的鎂鹽溶液，將該鎂鹽溶液加入到A漿液中，攪拌均勻，得到B漿液，所述的鎂鹽為氯化鎂或硝酸鎂。

步驟C：步驟C：按擬薄水鋁石與A漿液中鎂元素摩爾比為0.25～0.7:1的比例配制質量百分含量為3～15％的擬薄水鋁石漿液，在球磨機或膠體磨中研磨5～30分鐘，在劇烈攪拌狀態下將質量百分含量為2～15％的酸溶液滴加到擬薄水鋁石漿液中，使酸與擬薄水鋁石的摩爾比值為0.01～0.2:1，并在10～100分鐘內滴加完畢，然后在70～100℃下攪拌0.5～3小時，得到C溶膠；所述的酸溶液為鹽酸或硝酸溶液。