[發(fā)明專利]一種層狀雙金屬氫氧化物L(fēng)DH-Br3-Cl晶須及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810310682.4
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108517564A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳健松
• 申請（專利權(quán)）人: 嶺南師范學(xué)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(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 劉瑤云;陳偉斌

本發(fā)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(jié)晶而成。本晶須不僅具有晶須典型的結(jié)構(gòu)所帶來的增韌補(bǔ)強(qiáng)功能；還具有HTLc類化合物所具有的孔徑的可調(diào)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(bǔ)強(qiáng)材料，催化、阻燃、吸附材料等領(lǐng)域中具有非常廣泛的應(yīng)用前景。本發(fā)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(jié)約了能源實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及層狀雙金屬氫氧化物晶須制備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種層狀雙金屬氫氧化物L(fēng)DH-Br₃-Cl晶須及其制備方法。

背景技術(shù)

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(tǒng)稱，是一類重要的無機(jī)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(shí)還具有晶須的增韌補(bǔ)強(qiáng)功能，是一種環(huán)保型的多功能無機(jī)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(jià)金屬離子，如Mg²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺等；M³⁺為三價(jià)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(jié)合水?dāng)?shù)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(jié)構(gòu)可用下圖表示如圖1。

由于LDH有孔徑的可調(diào)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(yī)藥、基因存儲等領(lǐng)域中具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

對于LDH類化合物，目前國內(nèi)外許多從事這方面的研究做了大量工作，并在各自的領(lǐng)域內(nèi)都取得了可喜的成果。國內(nèi)外的研究主要集中在金屬板層二價(jià)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(shè)計(jì)將陰離子置換為一些諸如氨基酸等有機(jī)生物分子的。在國內(nèi)，北京化工大學(xué)對LDH的研究取得了很大的成就。他們在設(shè)計(jì)含銅、鈷、鎳、有機(jī)酸、多酸等插層LDH復(fù)合材料領(lǐng)域上取得了很大的研究成果。在國外，也有很多學(xué)者在制備LDH技術(shù)上、或者利用LDH作為催化劑合成眾多重要的有機(jī)化合物和無機(jī)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

但至目前，LDH類化合物主要為片狀結(jié)構(gòu)，晶須狀的LDH類化合物幾乎沒有報(bào)道。而晶須狀的無機(jī)材料具有增韌補(bǔ)強(qiáng)功能，開發(fā)晶須狀的LDH類化合物則可賦予LDH類無機(jī)材料較好的增韌補(bǔ)強(qiáng)功能，以進(jìn)一步擴(kuò)展其應(yīng)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(qū)物的，又或者制備技術(shù)路線冗長、成本高等，不適合大規(guī)模應(yīng)用。