[發(fā)明專利]具有硝酸根插層的層狀復(fù)合金屬氫氧化物的制備方法

在審

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• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107651700A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樊發(fā)英;鄧小川;唐志雷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: C01F7/00
• 分類號: C01F7/00;C01G9/00;C01G37/00;C01G49/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44304
• 代理人: 孫偉峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機非金屬功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種具有硝酸根插層的層狀復(fù)合金屬氫氧化物的制備方法。

背景技術(shù)

復(fù)合金屬氫氧化物(簡稱LDHs)是一種層狀材料，LDHs由帶正電荷的金屬氫氧化物層板和帶負電荷的層間陰離子組裝而成，金屬氫氧化物層板中帶有具有不同電荷的金屬陽離子。在現(xiàn)有的LDHs中，金屬陽離子主要為二價金屬陽離子和三價金屬陽離子，由此該LDHs的結(jié)構(gòu)通式可表示為：[M⁺M²⁺_1-y-0.5x-2zM³⁺_yM⁴⁺_z(OH)₂](A^n-)_y/n·mH₂O，其中M⁺、M²⁺、M³⁺和M⁴⁺分別表示位于金屬氫氧化物層板上的一價金屬陽離子、二價金屬陽離子、三價金屬陽離子和四價金屬陽離子，A^n-表示層間陰離子，0≤x≤0.4，0≤y≤0.7，0≤z≤0.5，0≤y+0.5x+2z≤1，其中y、z不能同時為0，m為層間水分子的物質(zhì)的量。

LDHs具有主客體元素種類和數(shù)量可調(diào)、層板彈性可調(diào)、尺寸和形貌可調(diào)等特點，LDHs因其結(jié)構(gòu)的特殊性以及性能被極大強化而在催化、能源、生物傳感器、吸附、藥物等研究領(lǐng)域引起了廣泛興趣和高度重視，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大、滲透性強，可廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟眾多領(lǐng)域和行業(yè)。

傳統(tǒng)LDHs的制備方法主要包括水熱法、沉淀法、離子交換法、焙燒還原法等，一般地，用于制備具有硝酸根插層的LDHs的方法通常有離子交換法和共沉淀法，但是這兩種方法均需要在N₂氣氛保護下進行，制備條件相對苛刻，并且需要特殊的設(shè)備，存在高壓危險。因此，探索一種合適的具有硝酸根插層的LDHs的制備方法很重要。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種具有硝酸根插層的復(fù)合金屬氫氧化物的制備方法，該制備方法無需提供N₂氣氛，降低制備成本及設(shè)備要求，且不存在高壓危險，是一種清潔的制備方法。

為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種具有硝酸根插層的層狀復(fù)合金屬氫氧化物的制備方法，所述層狀復(fù)合金屬氫氧化物包括低價主體層板陽離子、高價主體層板陽離子以及層間陰離子，其中，所述低價主體層板陽離子和所述高價主體層板陽離子包括至少一種金屬陽離子，所述層間陰離子為硝酸根；所述制備方法包括步驟：

S1、將低價陽離子的氫氧化物與高價陽離子的氫氧化物混合并溶于水中，獲得第一混合物；

S2、向所述第一混合物中添加硝酸和/或水溶性硝酸鹽并混合均勻，獲得第二混合物；

S3、將所述第二混合物在50℃～300℃下反應(yīng)4h～100h，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)固液分離，所得固相經(jīng)干燥，獲得所述具有硝酸根插層的層狀復(fù)合金屬氫氧化物。

進一步地，所述低價陽離子與所述低價主體層板陽離子相同；所述高價陽離子與所述高價主體層板陽離子相同。

進一步地，所述低價陽離子選自Li⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Cd²⁺和Be²⁺中的至少一種。

進一步地，所述高價陽離子選自Al³⁺、Ni³⁺、Co³⁺、Fe³⁺、Mn³⁺、Cr³⁺、V³⁺、Ti³⁺、In³⁺、Ga³⁺、Sn⁴⁺、Ti⁴⁺和Zr⁴⁺中的至少一種。

進一步地，所述低價陽離子的氫氧化物與所述高價陽離子的氫氧化物的物質(zhì)的量之比為2:1～100:1。

進一步地，所述硝酸和/或水溶性硝酸鹽的物質(zhì)的量為所述高價陽離子的物質(zhì)的量的0.01～50倍。