[發明專利]一種層狀雙金屬氫氧化物LDH-Br3-Cl晶須及其制備方法

在審

• 申請號: 201810310682.4
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108517564A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 吳健松
• 申請（專利權）人: 嶺南師范學院
• 主分類號: C30B29/62
• 分類號: C30B29/62;C30B29/12;C30B7/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉瑤云;陳偉斌

本發明公開了一種層狀雙金屬氫氧化物晶須，是由陽離子Mg²⁺，Al³⁺，和陰離子OH^?，Br^?，Cl^?結晶而成。本晶須不僅具有晶須典型的結構所帶來的增韌補強功能；還具有HTLc類化合物所具有的孔徑的可調變性、較大的比表面積和層間離子可交換性的功能，在增韌補強材料，催化、阻燃、吸附材料等領域中具有非常廣泛的應用前景。本發明提供的制備方法簡單易行，不引入其他離子，利用晶須特性將其分離，沒有額外除雜步驟，充分利用太陽能，節約了能源實現綠色生產。

技術領域

本發明涉及層狀雙金屬氫氧化物晶須制備技術領域，更具體地，涉及一種層狀雙金屬氫氧化物LDH-Br₃-Cl晶須及其制備方法。

背景技術

層狀雙金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxide，LDH)是水滑石(Hydrotalcite，HT)和類水滑石化合物(Hydrotalcite-Like Compounds，HTLc) 的統稱，是一類重要的無機功能材料。它不僅具有LDH所有的功能，如催化、吸附、阻燃等，且同時還具有晶須的增韌補強功能，是一種環保型的多功能無機材料。

最典型的LDH是Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O，也稱鎂鋁水滑石，如果此鎂鋁水滑石中的Mg²⁺、A1³⁺或CO₃^2-離子被其他離子所取代，即可得到類水滑石(HTLc)。 HTLc的通式是：

(其中M²⁺為二價金屬離子，如Mg²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺等；M³⁺為三價金屬離子，如Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Sc³⁺等；A為層間陰離子，如CO₃^2-、 NO^3-、Cl^-、SO₄^2-、PO₄^3-、C₆H₄(COO)₂^2-等；m為層間結合水數目)。由所組成的板層稱為金屬板層，由組成的層稱為陰離子層。這種層狀結構可用下圖表示如圖1。

由于LDH有孔徑的可調變性，又有較大的比表面積和層間離子可交換性，因此其在催化、阻燃、吸附、醫藥、基因存儲等領域中具有非常廣泛的應用前景。

對于LDH類化合物，目前國內外許多從事這方面的研究做了大量工作，并在各自的領域內都取得了可喜的成果。國內外的研究主要集中在金屬板層二價陽離子的置換上，例如將鎂離子置換為銅離子或鈷離子等，也有的設計將陰離子置換為一些諸如氨基酸等有機生物分子的。在國內，北京化工大學對LDH的研究取得了很大的成就。他們在設計含銅、鈷、鎳、有機酸、多酸等插層LDH復合材料領域上取得了很大的研究成果。在國外，也有很多學者在制備LDH技術上、或者利用LDH作為催化劑合成眾多重要的有機化合物和無機化合物上、又或者用作阻燃劑、吸附劑等研究上也取得了很多可喜的成果，提供了大量有用的實驗數據。

但至目前，LDH類化合物主要為片狀結構，晶須狀的LDH類化合物幾乎沒有報道。而晶須狀的無機材料具有增韌補強功能，開發晶須狀的LDH類化合物則可賦予LDH類無機材料較好的增韌補強功能，以進一步擴展其應用。

目前將LDH制備成晶須大多是以某種晶須(例如氫氧化鎂晶須)作為前驅物的，又或者制備技術路線冗長、成本高等，不適合大規模應用。