[發明專利]三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物納米材料的制備方法及其在水體重金屬離子檢測中的應用

在審

• 申請號: 201910481572.9
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN110736778A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 李麗;林崇;潘清江;史克英;劉志;張雪影
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416
• 代理公司: 11426 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉冬梅;路永斌

本發明提供了一種三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物納米材料的制備方法及其在水體重金屬離子檢測中的應用，首先通過用氫氧化鈉水解法制備了層狀雙金屬氫氧化物前驅體，然后再經過過濾、干燥等步驟制得三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物納米材料，本發明提供的制備方法簡單，所制得的三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物納米材料具有豐富的層結構，層與層組成花狀結構，使其具有更大的比表面積，更有利于對水體中重金屬離子的捕集，提高了檢測靈敏度。

技術領域

本發明涉及納米材料技術領域，特別涉及一種三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物納米材料的制備方法及其在水體重金屬離子檢測中的應用。

背景技術

重金屬污染已成為全球性環境問題，尤其是重金屬對水體的污染，因其隱蔽性、不可逆性和長期性的特點，不但能直接影響生態環境，還能通過皮膚接觸、呼吸吸入和通過食物鏈影響人體或動物的健康，所以造成的后果非常嚴重。在我國，重金屬污染已成為我國水體環境污染的主要因素之一。因此，研制出各種類型的水體傳感材料在室溫下進行快速、準確檢測重金屬離子的種類，對人類的生活、生產等環境保護至關重要。

層狀氫氧化物由于其獨特層結構中豐富的層板陽離子和層間陰離子存在為其提供了豐富的活性位點和電子傳遞通道優勢，經過長期的研究發展，其被廣泛應用于環境、食品、醫療、家裝等行業。

層狀結構的雙金屬氫氧化物(LDH)是一類具有豐富層結構的新型無機材料，其酸堿性、熱穩定性、層間陰離子的可交換性以及結構記憶效應等特性已經廣泛用作催化劑、陰離子交換材料、阻燃劑、吸附劑和藥物投放劑等，然而作為水體中檢測重金屬材料應用卻很少有報道。

目前應用于水體中檢測重金屬的材料主要為石墨烯復合材料，其制備過程所耗時間與費用均高于LDH。

因此，亟需研究并提供一種能夠用于水體重金屬檢測的、具有更大吸附表面積、能夠提供更多活性位點去捕集重金屬離子的三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物材料的制備方法。

發明內容

為了解決上述問題，本發明人進行了深入研究，結果發現：一種三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物納米材料的制備方法及其在水體重金屬檢測中的應用。首先通過用簡單的氫氧化鈉共沉淀法制備了三維層狀雙金屬氫氧化物前驅體，然后再經過過濾、洗滌、干燥等步驟制得三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物，本發明提供的制備方法簡單，所制得的三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物具有豐富的層結構，層與層組成花狀結構，其具有更大的比表面積，更有利于對水體中重金屬離子的捕集，提高了檢測靈敏度，從而完成了本發明。

本發明的目的在于提供以下方面：

第一方面，本發明提供一種三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物納米材料，其由包括鈷鹽、鋁鹽、表面活性劑的原料制得。

第二方面，本發明還提供一種三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物納米材料的制備方法，優選用于制備第一方面所述材料，所述制備方法包括如下步驟：

步驟1，將鈷鹽、鋁鹽、沉淀劑加入到溶劑中，并混合均勻；

步驟2，室溫反應；

步驟3，經過濾、洗滌、干燥處理后，得到三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物納米材料。

第三方面，上述第一方面所述材料或根據第二方面所述制備方法制得材料的用途，其用于水體中重金屬離子的檢測，優選所述重金屬離子包括Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)。

根據本發明提供的一種三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物納米材料的制備及其在水體重金屬檢測中的應用，具有以下有益效果：

(1)本發明的三維層狀CoAl雙金屬氫氧化物具有豐富的層結構，層與層組成花狀結構，花狀分層的雙金屬氫氧化物比表面積更大，能夠提供更多的活性位點去捕集重金屬離子，同時花狀分層雙金屬氫氧化物層與層之間有一定的孔隙，這樣有利于重金屬離子的捕集，增加電子傳輸通道；