[发明专利]一种均分散类水滑石纳米单片的制备方法

说明书

技术领域:

本发明属于纳米材料制备技术领域，涉及一种纳米材料的制备工艺，特别是一种均分散类水滑石纳米单片的制备方法。

背景技术：

层状复合金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides,简称LDHs),又叫类水滑石，是一种典型的阴离子型层状材料，其化学组成式为[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+(A^n-)_x/n·yH₂O，其中M²⁺代表二价金属离子Mg²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺中的任何一种；M³⁺为Al³⁺或Fe³⁺；A^n-为NO₃^-、F^-、Br^-、Cl^-、CO₃^2-SO₄^2-中的任何一种；0.17≤x≤0.35；m为结晶水的数量，LDHs主体层板的元素种类及组成比例、层间客体的种类及数量可以根据需要在较宽范围内调变，从而获得具有特殊结构和性能的材料，LDHs组成和结构的可调变性以及由此所导致的多功能性，使其成为一类极具研究潜力和应用前景的新型材料，广泛应用于催化、吸附、离子交换和功能材料等领域。由于类水滑石具有层状结构，制备具有单层或少层结构的类水滑石然后将其作为结构单元进行组装成为近几年来的热点。目前，制备单层或少层结构的类水滑石纳米片主要有两种方法：“从上往下法”和“从下往上法”；“从上往下法”是先制备类水滑石晶体然后将其片层剥离，这种方法主要是在有机溶剂中进行的，如：正丁醇、丙烯酸、甲酰胺等，文献(Gardner,E.;Huntoon,K.M.;Pinnavaia,T.J.Direct synthesis of alkoxide-intercalated derivatives of hydrocalcite-like Layered double hydroxides:Precursors for the formation of colloidal layered double hydroxide suspensions and transparent thin films.Adv.Mater.2001,13,1263)公开了一种在水溶液中实现了类水滑石剥层的方法，先将烷氧化物插入类水滑石层间形成杂化物，然后将其在水中剥层，这种方法得到的类水滑石纳米片的表面吸附了有机分子，不利于进一步的组装过程中的应用；“从下往上法”是直接制备类水滑石单片的方法，迄今为止报导很少，文献(Hu,G.;Wang,N.;O’Hare,D.;Davis,J.One-step synthesis and AFM imaging of hydrophobic LDH monolayers,Chem.Commun.2006,287)公开了在反相微乳液中可以制备出具有单层结构的类水滑石，但是其表面仍然吸附有机分子；共沉淀法是制备LDHs最常用的方法，微反应器由于能够使得液体充分混合并且通过将晶体生长与老化分离所以能够制备出均分散纳米颗粒，文献(Y.Ying,G.W.Chen,Y.C.Zhao,S.L.Li,Q.Yuan,A high throughput methodology for continuous preparation of monodispersed nanocrystals in microfluidic reactorsChem.Eng.J.,2008,135,209.)公开了利用T形微反应器制备均分散的纳米BaSO₄颗粒；文献(Y.Zhao,F.Li,Y.Zhao,F.Li,R.Zhang,D.G.Evans,X.Duan,Preparation of layereddouble-hydroxide nanomaterials with a uniform crystallitesize using a new method involving separate nucleation and aging steps,Chem.Mater.,2002,14:4286.)公开了利用一种胶体磨通过共沉淀法制备粒径均匀的类水滑石，但是到目前为止，尚未见有利用共沉淀法制备均分散类水滑石单层纳米片的报导。