[发明专利]一种一维形貌钴铝水滑石及其制备方法和电化学应用

权利要求书

1.一维形貌钴铝水滑石，其化学式用如下通式表示：

[Co1-xAlx(OH)2]x+(CO32-)x/2·mH2O]]>

其中，x为层板金属离子中三价铝离子所占的摩尔分数，其取值范围为0.2≤x≤0.5；m为结晶水的数量，其取值范围为0≤m≤2；其特征是：所述的钴铝水滑石具有纤维状、晶须状、棒状或条状的一维形貌微观结构。

2.一种一维形貌钴铝水滑石的制备方法，通过固态含钴前驱体与含铝溶液和碳酸根溶液间的固液离子交换和原位晶相转化过程制备。

3.根据权利要求2的钴铝水滑石的制备方法，其特征在于：具体制备条件和步骤为：

A：配制前驱体悬浊液：将具有一维形貌的含钴前驱体分散于水中制成10～100g/L的悬浊液，具有一维形貌的含钴前驱体是指具有纤维状、晶须状、棒状或条状的一维形貌的碱式碳酸钴、碱式氯化钴、碱式硫酸钴或氢氧化钴中的任何一种；

B：配制含铝溶液和含碳酸根溶液：配制浓度为0.04～0.2mol/L的偏铝酸钠或偏铝酸钾溶液，浓度为0.05～0.3mol/L的碳酸钠或碳酸钾溶液；

C：常温搅拌条件下，先将步骤B制得的含碳酸根溶液缓慢滴加到步骤A制得的前驱体悬浊液中，再缓慢滴加含铝溶液，然后调节悬浊液的pH值为10～12，在搅拌条件下反应0～36h，反应温度控制在70～120℃；含钴前驱体悬浊液和含铝溶液的投料摩尔比为含铝溶液和含碳酸根溶液的投料摩尔比为

D：步骤C反应后的悬浊液经过滤、洗涤、干燥即制得具有一维形貌的钴铝水滑石材料。

4.根据权利要求2的钴铝水滑石的制备方法，其特征在于：步骤A中一维形貌的含钴前驱体为一维形貌的碱式碳酸钴。

5.根据权利要求2的钴铝水滑石的制备方法，其特征在于：步骤C的反应时间为2～24h，反应温度为80～100℃。

6.根据权利要求2的钴铝水滑石的制备方法，其特征在于：步骤A中一维形貌的含钴前驱体的制备方法为：将摩尔比为2～4的可溶性钴盐与尿素溶于去离子水中配制成混合溶液，在搅拌条件下，于90-180℃下，反应0.5-6h，将产物洗涤、过滤、干燥，得到具有一维形貌的钴的碱式盐前驱体。

7.根据权利要求6的钴铝水滑石的制备方法，其特征在于：一维形貌的含钴前驱体制备所用的可溶性钴盐为CoCl₂。