[发明专利]一种纳米层状复合氢氧化物的制备方法

说明书

所属领域

本发明涉及无机非金属功能材料制备领域，具体涉及一种纳米层状复合氢氧化物的制备方法。

背景技术

层状复合氢氧化物(LayeredDoubleHydroxides，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、离子交换和高分子材料添加剂(阻燃剂、热稳定剂等功能助剂)等领域。

LDH通常采用共沉淀法、成核/晶化隔离法、均匀沉淀法等方法制备，文献Abello S,Bolshak E,Montane D,Appl.Catal.A,2013,450,261-274以NaOH为沉淀剂，采用共沉淀法制备了纳米尺寸的NiFe-LDH；Bai ZM,Wang ZY,Zhang TG,Fu F,Yang N,Appl.Clay.Sci.,2012,59–60,36-41同样采用共沉淀法，以NaOH为碱源制备了纳米量级的CoAl-LDH。文献Liu Z,Ma R,Osada M,Iyi N,Ebina Y,Takada K,et al,J.Am.Chem.Soc.,2006,128(14),4872-4880以尿素为沉淀剂，采用均匀沉淀法制备了尺寸大小为5微米的CoAl-LDH。共沉淀法和成核/晶化隔离法均采用NaOH作为碱源，生产1吨LDH约需使用0.8吨NaOH，然而NaOH的生产成本较高，致使LDH的制备成本过高，不利于LDH在各领域中的应用。均匀沉淀法通常采用尿素为沉淀剂，通过加热使尿素缓慢分解释放氨而使金属阳离子沉淀生成LDH，然而该方法加热时间较长，能耗高且只能制备微米级LDH，难以合成纳米级LDH。因而开展纳米级LDH低成本制备研究对于扩展LDH的应用具有重要的促进作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米层状复合氢氧化物的低成本制备方法，该层状复合氢氧化物可用于吸附分离、催化、高分子材料等领域。

本方法以二价和三价可溶性金属硝酸盐或氯化物为构筑LDH层板的原料，以氧化钙为碱源，利用钙离子螯合剂的螯合作用抑制钙沉淀杂质的形成，可以制备高纯度的纳米层状复合氢氧化物。所制备的纳米层状复合氢氧化物的化学通式为：

M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂(A^n-)_x/n·mH₂O