[发明专利]聚3‑乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料及其制备工艺

权利要求书

1.一种聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料，其特征在于其化学式为：

[(M²⁺)_1-x(M³⁺)_x(OH)₂]^x+(PPES/Py)^n-_x/n·mH₂O

其中：x＝0.25～0.33，n＝5～50，m＝2～4，m为层间结晶水分子的数量，M²⁺为二价金属离子，M³⁺为三价金属离子，PPES/Py为聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯；所述M²⁺为Zn²⁺或Mg²⁺，M³⁺为Al³⁺；PPES/Py的聚合度为20～200。

2.一种权利要求1所述的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料的制备工艺，其特征在于：先制备水滑石前体，再将3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石，在层间形成含有吡咯基团的疏水性环境，然后将3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石放入吡咯的乙醇溶液中浸泡后，再用含过硫酸钾的水溶液浸泡，放入烘箱中加热，使得3-乙基磺酸根吡咯和吡咯在水滑石层间发生原位聚合，得到聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料。

3.根据权利要求2所述的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：

(1)制备水滑石前体：

制备层间阴离子为NO₃^－或Cl^－，层板二价金属离子、三价金属离子摩尔比M²⁺/M³⁺＝2～3的水滑石前体NO₃-LDHs或者Cl-LDHs：

将M²⁺的可溶性盐、M³⁺的可溶性盐配制成混合溶液，M²⁺的摩尔浓度为0.1～1.0mol/L，M³⁺的摩尔浓度为0.05～0.5mol/L；

以1.0～5.0mol/L的NaOH溶液为碱溶液，在室温N₂保护条件下，采用双滴法将可溶性盐的混合溶液和碱溶液加入到四口瓶中，然后用0.1～5.0mol/L的NaOH溶液调整其pH值为6～10；

将所得浆液在60～90℃下晶化12～72h，晶化后的产物放入离心机中，在转速为2500～3500r/min下离心3～5min，然后用除CO₂的去离子水洗涤至中性，在50～90℃下干燥20～48h，得到水滑石前体NO₃-LDHs或者Cl-LDHs；

(2)制备3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石：

将3-乙基磺酸吡咯溶于除CO₂的去离子水中，用0.2～1mol/L的NaOH溶液将其pH值调至6.5～8.5，然后加入步骤(1)得到的水滑石前体，N₂保护下在60～90℃进行离子交换12～72h，所得产物用除CO₂的去离子水进行洗涤，经抽滤后放入烘箱，在40～70℃下干燥12～24h，得到3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石PES-LDHs；

(3)制备3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石：

将吡咯溶于乙醇中，加入步骤(2)得到的3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石，然后放入超声波震荡器中超声处理0.5～2h，超声时控制温度不超过30℃，超声处理后产物依次用乙醇和除CO₂的去离子水进行洗涤，然后在50～70℃下干燥20～48h，得到3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石PES/Py-LDHs；

(4)制备聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石：

用除CO₂的去离子水配制质量百分浓度为0.25～0.5％过硫酸钾的水溶液，用0.2～1mol/L的NaOH溶液将其pH值调至7.5～8.5，将步骤(3)得到的3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石放入该溶液中浸泡1～3h，然后用除CO₂的去离子水进行洗涤，放入烘箱中50～70℃下加热12～24h，得到聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石PPES/Py-LDHs。

4.根据权利要求3所述的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中M²⁺的可溶性盐为盐酸盐或硝酸盐，M³⁺的可溶性盐为盐酸盐或硝酸盐，且M²⁺的可溶性盐和M³⁺的可溶性盐的种类相同。