[发明专利]一种类水滑石-尖晶石型铁氧体复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化合物及其制备方法，尤其涉及一种类水滑石-尖晶石型铁氧体复合材料及其方法。

背景技术

类水滑石（Hydrotalcite-like compounds）又称双金属氢氧化物（Layered double hydroxides, LDH），是一种具有阴离子型的层状化合物，其化学结构组成为[M_1-x^IIM_x^III(OH)₂](A^n-)_x/n·mH₂O，M^II和M^III分别为组成类水滑石层板的金属阳离子，A^n-为层间阴离子。由于类水滑石的层板结构组成、层间阴离子种类均可调控，类水滑石在吸附剂、催化剂、阻燃剂、热稳定剂等方面具有极强的应用前景。

铁氧体（Ferrite）是具有磁性的金属氧化物，根据结构的不同可以分为尖晶石型、石榴子石型和磁铅石型等几种。其中尖晶石型铁氧体的分子结构组成为AFe₂O₄(A=Zn, Co, Fe, Cu, Mn等)，是一种易于制备性能优异的磁性材料，其应用范围非常广泛，可以被广泛应用于吸波材料、磁性材料、催化剂、水处理剂等。

本发明将铁氧体与类水滑石相结合，得到的复合材料具有更强的吸附和催化性能，由于铁氧体的磁性，复合材料还具有磁性分离的功能，因而在吸附剂、催化剂、热稳定剂等领域具有极佳的应用前景。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种类水滑石-尖晶石型铁氧体及其制备方法。

它包括如下步骤：

1)将100 mL 0.1～1.0 M的二价金属盐溶液逐滴加入到50～200 mL的络合物前驱液中，边滴入边搅拌15～120分钟，得到金属络合物溶液A；将100 mL 0.1～2.0 M的三价铁盐溶液逐滴加入到50～200 mL的络合物前驱液中，边滴入边搅拌15～120分钟，得到金属络合物溶液B；

 2)将摩尔比为1：2的金属络合物溶液A和金属络合物溶液B混合，搅拌均匀后，加入50～500 g双金属氧化物，隔绝空气或通入保护性气体，30～90 ^oC反应2～24 h或100～200 ^oC水热处理0.5～5 h；

3)加入350-800 mL 0.1～2 M碱性溶液，碱性溶液中氢氧根的物质的量为二价金属盐的8倍；混合物在保护性气体保护下超声波反应0.5～6 h，或在水热反应釜中120～220 ^oC反应2～12 h；产物离心分离、水洗、固相产物60～120 ^oC烘干后得到类水滑石-尖晶石型铁氧体复合材料。

所述的二价金属盐为Zn(II)、Co(II)、Ni(II)、Cu(II)、Fe(II)、Mn(II)的硝酸盐、氯化物、硫酸盐或醋酸盐中的一种或几种；所述的三价铁盐为硝酸铁、氯化铁、硫酸铁或醋酸铁中的一种或几种；所述的络合物前驱液为0.1～0.5 M的乙二胺、EDTA、Na-EDTA、1，10-二氮菲或联吡啶；所述的双金属氧化物为商业水滑石450～650 ^oC煅烧2～6 h后的产物；所述的保护性气体为氮气或氩气；所述的碱性溶液为氨水、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或尿素溶液。

本发明提出的一种类水滑石-尖晶石型铁氧体复合材料及其制备方法，其制备工艺流程非常简单，设备投资成本低。制得的类水滑石-尖晶石型铁氧体复合材料具有比单纯铁氧体或类水滑石更强的催化和吸附性能，铁氧体的磁性使本发明制备的复合材料具有磁性分离的功能，有利于其重复使用。本发明制备的类水滑石-尖晶石型铁氧体复合材料在吸附剂、催化剂、阻燃剂、热稳定剂等领域具有广泛的应用前景。

具体实施方式

本发明提出了一种类水滑石-尖晶石型铁氧体及其制备方法，其制备工艺流程简单，生产成本低廉。具体实施方式包括以下步骤：