[发明专利]一种片状结构层状复合氢氧化物及其制备方法

说明书

所属领域

本发明涉及无机非金属功能材料及其制备领域，具体涉及一种层状复合氢氧化物及其制备方法。

背景技术

层状复合氢氧化物(Layered Double Hydroxides，简称LDH)是一类阴离子型层状粘土，其化学式为[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+(A^n-_x/n)·mH₂O，其中M²⁺、M³⁺分别代表二价和三价金属阳离子，x代表金属元素的含量的变化，A^n-代表层间阴离子。LDH具有独特的二维层状结构和层间阴离子的可交换性，近年来受到人们的广泛关注。LDH独特的性质使其广泛应用于催化、吸附、离子交换和高分子添加剂(阻燃剂、热稳定剂等功能助剂)等领域。

材料的比表面积对其应用性能具有重要的影响，通常比表面积越大其应用性能越好。LDH多为片状结构，比表面积较小，其布朗诺尔-埃米特-泰勒(Brunauer-Emmett-Teller，简称BET)比表面积约为20-80m²/g，极大地限制了它的应用。传统制备方法，如单滴法、双滴法、成核/晶化隔离法、均匀沉淀法、水热法等通常仅能获得厚度约为20-100纳米的六边形或不规则片状LDH微晶，BET比表面积较小，通常小于120m²/g。文献Zhao Yun,Li Feng,Zhang Rui,Evans,David G.,Duan Xue,Chemistry of Materials,2002,14,4286采用成核/晶化隔离法制备了粒径较小，厚度约为20纳米的LDH，BET比表面积约为80m²/g。Jing He,Bo Li,David G.Evans,Xue Duan,Colloids and Surfaces A:Physicochem.Eng.Aspects,2004,251,191采用模板法成功制备了BET比表面积达120m²/g以上的大比表面类纤维状LDH。该制备方法需采用有机溶剂和表面活性剂，在制备后期需去除表面活性剂，后处理过程复杂，仅限于实验研究，不便于工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种片状结构层状复合氢氧化物及其制备方法，该层状复合氢氧化物具有比表面大的特点，可用于吸附分离、催化、高分子材料等领域。

本方法以金属氢氧化物、氧化物、碱式碳酸盐和可溶性盐及碱为原料，制备出厚度为10~20nm、比表面积为130-200m²/g的片状结构层状复合氢氧化物。

本发明制备的片状结构层状复合氢氧化物的化学通式为：

M⁺_xM²⁺_1-y-0.5x-2zM³⁺_yM⁴⁺_z(OH)₂(A^n-)_y/n·mH₂O，（1）

其中0≤x≤0.4，0≤y≤0.7，0≤z≤0.5，0≤y+0.5x+2z≤1，y、z不能同时为0，m为层间结晶水分子数，0.4≤m≤1；